为什么MySQL数据库要用B+树存储索引?
问题:MySQL中存储索引用到的数据结构是B+树,B+树的查询时间跟树的高度有关,是log(n),如果用hash存储,那么查询时间是O(1)。既然hash比B+树更快,为什么mysql用B+树来存储索引呢?
答:一、从内存角度上说,数据库中的索引一般时在磁盘上,数据量大的情况可能无法一次性装入内存,B+树的设计可以允许数据分批加载。
二、从业务场景上说,如果只选择一个数据那确实是hash更快,但是数据库中经常会选中多条这时候由于B+树索引有序,并且又有链表相连,它的查询效率比hash就快很多了。
问题:为什么不用红黑树或者二叉排序树?
答:树的查询时间跟树的高度有关,B+树是一棵多路搜索树可以降低树的高度,提高查找效率
问题:既然增加树的路数可以降低树的高度,那么无限增加树的路数是不是可以有最优的查找效率?
答:这样会形成一个有序数组,文件系统和数据库的索引都是存在硬盘上的,并且如果数据量大的话,不一定能一次性加载到内存中。有序数组没法一次性加载进内存,这时候B+树的多路存储威力就出来了,可以每次加载B+树的一个结点,然后一步步往下找,
问题:在内存中,红黑树比B树更优,但是涉及到磁盘操作B树就更优了,那么你能讲讲B+树吗?
B+树是在B树的基础上进行改造,它的数据都在叶子结点,同时叶子结点之间还加了指针形成链表。
下面是一个4路B+树,它的数据都在叶子结点,并且有链表相连。
问题:为什么B+树要这样设计?
答:这个跟它的使用场景有关,B+树在数据库的索引中用得比较多,数据库中select数据,不一定只选一条,很多时候会选中多条,比如按照id进行排序后选100条。如果是多条的话,B+树需要做局部的中序遍历,可能要跨层访问。而B+树由于所有数据都在叶子结点不用跨层,同时由于有链表结构,只需要找到首尾,通过链表就能把所有数据取出来了。
比如选出7到19只需要在叶子结点中就能找到。