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6、索引的数据结构树

时间:2023-09-14 11:01:41浏览次数:51  
标签:存储 Tree 叶子 索引 磁盘 数据结构 节点

数据库索引B+树查找过程:

5.2 B+Tree
B+Tree 是在 B-Tree 基础上的一种优化,InnoDB 存储引擎就是用 B+Tree 实现其索引结构。它带来的变化点:

B+树每个节点可以包含更多的节点,这样做有两个原因,一个是降低树的高度。另外一个是将数据范围变为多个区间,区间越多,数据检索越快
非叶子节点存储key,叶子节点存储key和数据
叶子节点两两指针相互链接(符合磁盘的预读特性),顺序查询性能更高
注:MySQL 的 InnoDB 存储引擎在设计时是将根节点常驻内存的,因此力求达到树的深度不超过 3,也就是说 I/O 不需要超过 3 次。
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原文链接:https://blog.csdn.net/yy339452689/article/details/103816128

那么b树的核心是几个关键词

  1. 树高:一般来说,树的高度要比二叉平衡树低很多(每个节点可以包含更多的节点)

  2. 数组:每一个node,都是一个“数组”,数组是很关键的决定性因素,我们后面写入和读取分析的时候会讲到。

B+ 树单值查询
假设我们要查的值为32.
第一次磁盘 I/O,查找磁盘块1,即根节点(36,43),因为32小于36,因此访问根节点的左边第一个孩子节点

img

第二次磁盘 I/O, 查找磁盘块2,即根节点的第一个孩子节点,获得区间(28,32),遍历即可得32.

img

B+Tree相对于B-Tree有几点不同:

  1. 非叶子节点只存储键值信息。
  2. 所有叶子节点之间都有一个链指针。
  3. 数据记录都存放在叶子节点中。

B+树经典面试题

  • InnoDB一棵B+树可以存放多少行数据?

    答:约2000万条(InnoDB一页16kb,根节点只存储主键【主键long类型8b(字节),页地址指针6b】。则:

    根节点可以存储(16*1024/14)条数据(约等于1170条)

    假设叶子节点一条数据1kb,而一页是16kb那么一页可以存储16条数据、

    两级b+树约可以存储:1170*16

    三级b+树约可以存储:1170* 1170 * 16

  • 为什么索引结构默认使用B+树,而不是hash,二叉树,红黑树,B-树?

  • B-树和B+树的区别

答案:

为什么索引结构默认使用B+树,而不是B-Tree,Hash哈希,二叉树,红黑树?
简单版回答如下:

  • Hash哈希,只适合等值查询,不适合范围查询。
  • 一般二叉树,可能会特殊化为一个链表,相当于全表扫描。
  • 红黑树,是一种特化的平衡二叉树,MySQL 数据量很大的时候,索引的体积也会很大,内存放不下的而从磁盘读取,树的层次太高的话,读取磁盘的次数就多了。
  • B-Tree,叶子节点和非叶子节点都保存数据,相同的数据量,B+树更矮壮,也是就说,相同的数据量,B+树数据结构,查询磁盘的次数会更少。

B-树和B+树的区别

  • B-树内部节点是保存数据的;而B+树内部节点是不保存数据的,只作索引作用,它的叶子节点才保存数据。
  • B+树相邻的叶子节点之间是通过链表指针连起来的,B-树却不是。
  • 查找过程中,B-树在找到具体的数值以后就结束,而B+树则需要通过索引找到叶子结点中的数据才结束
  • B-树中任何一个关键字出现且只出现在一个结点中,而B+树可以出现多次。

详情:(MySQL索引底层:B+树详解 - 知乎 (zhihu.com)

标签:存储,Tree,叶子,索引,磁盘,数据结构,节点
From: https://www.cnblogs.com/kkbk/p/17701925.html

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