MySQL之索引详解

Posted 2020-10-09

这篇博客将要阐述为什么使用b+树作为索引，而不是b树或者其他树

1.什么是b树

 

                                                               （图片来自网络） 

b树相关特性：⑴关键字分布在整棵树中

                        ⑵任何一个关键字只出现在一个节点上

                        ⑶搜索可能在非叶子节点上结束

                        ⑷搜索性能等价于在关键字全集内做二分查找

 

2.什么是b+树

                                                          （图片来自网络）

b+树相关特性：⑴非叶子节点的子树指针与关键字个数相同

                          ⑵b+树只有在到达叶子节点才会命中，其性能也等价于在关键字全集做二分查找

                          ⑶所有关键字都出现在叶子节点的链表中，且链表中关键字恰好有序

                          ⑷不可能在非叶子节点命中

                          ⑸非叶子节点相当于叶子节点的索引，叶子节点相当于数据层

3.为什么使用b/b+树

背景：索引很大，一般都不存放于内存中，而是以文件的形式存放在磁盘中，所以索引的优劣主要看磁盘I/O的存取次数

                             （磁盘图来自网络）

⑴读取原理：

①磁盘读取时，系统会根据数据逻辑地址传给磁盘，磁盘控制电路会解析出物理地址，即分析出哪个磁道哪个扇区

②为了减小I/O操作，磁盘读取每次都会预读，大小通常为页的整数倍（4k），即使每次是需要读取一个字节，磁盘也会读取一页的数据（4k）放入内存。

 

（在设计的时，数据库设计者将树的一个节点设计成一页的数据）

⑵为什么使用b+树而非b树：

①对b树而言，如果一次简述需要访问4个节点，数据库设计者把节点大小设计成一页，读取一个节点需要一个I/O操作，那么最多需要3次I/O操作（根节点常存于内存）。综上所述，我们可以得到结论，b-树相对普通树而言，其节点的关键字多，所以其树高也就越低，存取时I/O次数也就越少。

②对b+树而言，b+树优于b树的点就在于其非叶子节点只能存储key，而不存储关键字，这就大大减小了非叶子节点的，每个节点也就能够存放更多记录（其对应的索引），树也就更矮，I/O操作也就越少。