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Mysql索引為什麼用B+樹而不用B-樹

先從資料結構的角度來看
  我們知道B-樹和B+樹最重要的一個區別就是B+樹只有葉節點存放資料,其餘節點用來索引,而B-樹是每個索引節點都會有Data域。
  這就決定了B+樹更適合用來儲存外部資料,也就是所謂的磁碟資料。


從Mysql(Inoodb)的角度來看

  B+樹是用來充當索引的,一般來說索引非常大,尤其是關係性資料庫這種資料量大的索引能達到億級別,所以為了減少記憶體的佔用,索引也會被儲存在磁碟上。
那麼Mysql如何衡量查詢效率呢?磁碟IO次數,B-樹(B類樹)的特定就是每層節點數目非常多,層數很少,目的就是為了就少磁碟IO次數,當查詢資料的時候,最好的情況就是很快找到目標索引,然後讀取資料,使用B+樹就能很好的完成這個目的,但是B-樹的每個節點都有data域(指標),這無疑增大了節點大小,說白了增加了磁碟IO次數(磁碟IO一次讀出的資料量大小是固定的,單個數據變大,每次讀出的就少,IO次數增多,一次IO多耗時啊!),而B+樹除了葉子節點其它節點並不儲存資料,節點小,磁碟IO次數就少。這是優點之一。
  另一個優點是什麼,B+樹所有的Data域在葉子節點,一般來說都會進行一個優化,就是將所有的葉子節點用指標串起來。這樣遍歷葉子節點就能獲得全部資料,這樣就能進行區間訪問啦。
(資料庫索引採用B+樹的主要原因是 B樹在提高了磁碟IO效能的同時並沒有解決元素遍歷的效率低下的問題。正是為了解決這個問題,B+樹應運而生。B+樹只要遍歷葉子節點就可以實現整棵樹的遍歷。而且在資料庫中基於範圍的查詢是非常頻繁的,而B樹不支援這樣的操作(或者說效率太低))

  至於MongoDB為什麼使用B-樹而不是B+樹,可以從它的設計角度來考慮,它並不是傳統的關係性資料庫,而是以Json格式作為儲存的nosql,目的就是高效能,高可用,易擴充套件。首先它擺脫了關係模型,上面所述的優點2需求就沒那麼強烈了,其次Mysql由於使用B+樹,資料都在葉節點上,每次查詢都需要訪問到葉節點,而MongoDB使用B-樹,所有節點都有Data域,只要找到指定索引就可以進行訪問,無疑單次查詢平均快於Mysql(但側面來看Mysql至少平均查詢耗時差不多)。

總體來說,Mysql選用B+樹和MongoDB選用B-樹還是以自己的需求來選擇的。

 

B樹相對於紅黑樹的區別

  在大規模資料儲存的時候,紅黑樹往往出現由於樹的深度過大而造成磁碟IO讀寫過於頻繁,進而導致效率低下的情況。為什麼會出現這樣的情況,我們知道要獲取磁碟上資料,必須先通過磁碟移動臂移動到資料所在的柱面,然後找到指定盤面,接著旋轉盤面找到資料所在的磁軌,最後對資料進行讀寫。磁碟IO代價主要花費在查詢所需的柱面上,樹的深度過大會造成磁碟IO頻繁讀寫。根據磁碟查詢存取的次數往往由樹的高度所決定,所以,只要我們通過某種較好的樹結構減少樹的結構儘量減少樹的高度,B樹可以有多個子女,從幾十到上千,可以降低樹的高度。