# login-system

**Repository Path**: physics_Ag/login-system

## Basic Information

- **Project Name**: login-system
- **Description**: 基于磁盘AVL树实现的在线登录系统
- **Primary Language**: C++
- **License**: MulanPSL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-06-10
- **Last Updated**: 2026-06-10

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 用户登录与注册系统

## 项目简介

本项目是一个基于 Linux 平台开发的用户登录与注册系统，包含前端页面、后端服务和自定义磁盘数据库。系统使用 C++ 实现后端逻辑、认证服务和数据库索引结构，使用 HTML、CSS、JavaScript 实现前端交互页面。

项目的核心特点是基于磁盘文件实现 AVL 树索引数据库，用于模拟数据量较大、无法一次性全部加载到内存中的场景。系统通过索引文件定位数据文件中的用户记录，从而实现持久化存储和高效查询。

## 功能特性

- 用户注册：将用户名和密码写入数据库。
- 用户登录：根据用户名查询用户记录，并验证密码是否匹配。
- 用户注销：从数据库中删除指定用户数据。
- 数据持久化：用户数据保存到磁盘文件，程序重启后数据不会丢失。
- 并发支持：后端使用多线程处理请求，并通过互斥锁保护数据库访问。
- 高效检索：数据库索引基于 AVL 树实现。

## 技术栈

- 后端语言：C++
- 前端技术：HTML、CSS、JavaScript
- 通信协议：HTTP
- 数据格式：JSON
- 并发模型：多线程 + 互斥锁
- 数据结构：AVL 树
- 数据存储：磁盘文件持久化
- 第三方依赖：jsoncpp

## 系统架构

系统整体分为三个主要模块：

### 前端模块

前端提供登录、注册和注销相关页面，负责收集用户输入并通过 `fetch` 向后端发送 HTTP 请求。请求体和响应体均采用 JSON 格式。

### 后端模块

后端负责接收 HTTP 请求，解析请求数据，并调用认证服务完成用户注册、登录和注销逻辑。处理完成后，后端以 JSON 格式向前端返回结果。

### 数据库模块

数据库模块基于磁盘文件和 AVL 树索引实现，负责用户数据的持久化存储、查询、插入、更新和删除。

系统通信流程如下：

```text
前端页面 -> HTTP JSON 请求 -> 后端服务 -> 数据库操作 -> JSON 响应 -> 前端页面
```

## 数据库设计

数据库模块是系统的核心部分，采用“数据文件 + 索引文件”的方式组织数据。

### 存储结构

数据库包含两个主要文件：

- 数据文件：顺序存储用户记录，每条记录通过文件偏移量定位。
- 索引文件：按固定大小的页组织，每一页存储一个 AVL 树节点。

索引节点结构如下：

```cpp
struct Node {
    size_t id;        // 当前节点的页 ID
    Key key;          // 键值，通常为用户名
    size_t rid;       // 数据文件中的记录偏移量
    size_t left;      // 左子节点页 ID
    size_t right;     // 右子节点页 ID
    size_t parent;    // 父节点页 ID
    size_t balance;   // 平衡因子
};
```

通过页 ID 和固定页大小，可以计算任意节点在索引文件中的位置。索引节点中的 `rid` 指向数据文件中的记录位置，因此查询时可以先查索引，再根据偏移量读取实际数据。

### 字节缓冲区

由于磁盘文件中存储的是字节流，而不是 C++ 对象，系统通过 `ByteBuffer` 作为内存对象与磁盘字节之间的中间层。读写磁盘时，需要先将对象序列化到缓冲区，或从缓冲区反序列化为对象。

## 数据库接口

数据库模块封装为模板类 `IndexedDatabase<Key, Value>`，对外提供统一接口：

```cpp
create();             // 创建新的数据库文件
open();               // 打开已有数据库文件
close();              // 关闭数据库并释放资源
put(key, value);      // 插入或更新键值对
get(key, value);      // 根据键查询对应值
remove(key);          // 删除指定键的记录
```

## 后端认证模块

认证逻辑封装在 `AuthService` 类中，主要负责处理注册和登录请求。

主要接口包括：

```cpp
register_user(username, password, err);
login(username, password, err);
```

其中：

- `register_user`：将用户名和密码写入数据库。如果用户名已存在，则返回错误信息。
- `login`：根据用户名查询数据库，并比对密码是否正确。

为了保证多线程环境下的数据一致性，`AuthService` 内部使用 `pthread_mutex_t` 互斥锁。在访问数据库前加锁，操作完成后释放锁，避免并发读写导致数据异常。

## 前端交互

前端使用 HTML、CSS 和 JavaScript 实现用户界面。用户输入用户名和密码后，前端通过 `fetch` 向后端发送 JSON 请求。

典型请求流程：

```text
用户输入账号密码
-> 前端发送 JSON 请求
-> 后端解析请求
-> 调用认证服务
-> 访问数据库
-> 返回 JSON 响应
-> 前端展示操作结果
```

前端根据后端返回结果展示登录成功、注册成功、用户名已存在、密码错误、用户不存在等提示信息。

## 编译与运行

### 安装依赖

Ubuntu：

```bash
sudo apt-get install libjsoncpp-dev
```

CentOS：

```bash
sudo yum install -y jsoncpp-devel
```

### 编译项目

```bash
make
```

### 启动服务

```bash
./main <端口号>
```

示例：

```bash
./main 8080
```