MySQL索引底层结构为什么选择B+树

x33g5p2x  于2021-09-25 转载在 Mysql  
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1.Hash索引
Hash索引把数据以hash形式组织起来,因此查找某一条记录的时候,速度非常快。同时.hash算法的索引有个缺点,因为它不是按照大小排序的。所以,它无法按照范围进行查找。

2.二叉树结构索引
二叉树的定义:
1.任意节点左子树不为空,则左子树的值均小于根节点的值;
2.任意节点右子树不为空,则右子树的值均大于于根节点的值;
3.任意节点的左右子树也分别是二叉查找树;
4.没有键值相等的节点;
如图:

很显然,这种结构的树查询最坏的情况就会像一个线性结构,这种结构对I/O的操作次数增加,若想减少查询次数。可以看下最好的状态,平衡二叉树。

3.平衡二叉树索引(AVL)
AVL的必要条件如下:
1.必须是二叉查找树
2,每个节点的左子树和右子树的高度差至多为1

左边二叉树的节点45左子树高度2,右子树高度0,左右子树高度差为2-0=2,不满足条件二;
右边二叉树的节点均满足左右子树高度差至多为1,同时它满足二叉搜索树的要求,因此它是一棵平衡二叉树。
进一步研究平衡二叉树,如果要查询10,按照AVL的查找方法,则需要对I/0进行四次操作

而同等数据量的情况下,B树和B+树的查找次数要少。

4.B树的索引结构
1、根节点至少有两个孩子
2、每个非根节点至少有M/2(上取整)个孩子,至多有M个孩子。
3、每个非根节点至少有M/2-1(上取整)个关键字,至多有M-1个关键字。并以升序排列;key[i]和key[i+1]之间的孩子节点的值介于key[i]和key[i+1]之间。
4、所有的叶子结点都位于同一层。
用B树的结构,查找的话,只需要对I/O进行3次操作

5.B+树
B+树是B树的一个升级版。
新增特性
叶子节点冗余了所有的非叶子节点的key
每个叶子节点增加了一个指向相龄叶子节点的指针

这里可以看到,虽然这里查找10,也只是和B树一样需要操作3次I/O。但是B+树将所有的非叶子节点的索引都存放在叶子节点,并且还增加了顺序访问的指针,每个叶子节点都有指向相邻叶子节点的指针,这样当其他操作或者大量数据查询时,可以大大减少对I/O磁盘的读取操作。

综上:减少对磁盘的I/O操作,所以选B+树更合适作为数据库的索引。

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