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MySQL中B+ Tree的原理解析

发布时间:2022-01-21 13:29:24 所属栏目:MySql教程 来源:互联网
导读:这篇文章主要介绍MySQL中B+ Tree的原理分析,文中介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们一定要看完! 前言 由于MySQL的索引中最重要的数据结构就是B+树,所以前面我们先大概讲讲B+树的原理 B+ Tree 原理 1. 数据结构 B Tree 指的是 Balanc
       这篇文章主要介绍MySQL中B+ Tree的原理分析,文中介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们一定要看完!
 
前言
 
      由于MySQL的索引中最重要的数据结构就是B+树,所以前面我们先大概讲讲B+树的原理
 
B+ Tree 原理
 
1. 数据结构
 
B Tree 指的是 Balance Tree,也就是平衡树。平衡树是一颗查找树,并且所有叶子节点位于同一层。
 
B+ Tree 是基于 B Tree 和叶子节点顺序访问指针进行实现,它具有 B Tree 的平衡性,并且通过顺序访问指针来提高区间查询的性能。
 
2. 操作
 
进行查找操作时,首先在根节点进行二分查找,找到一个 key 所在的指针,然后递归地在指针所指向的节点进行查找。直到查找到叶子节点,然后在叶子节点上进行二分查找,找出 key 所对应的 data。
 
插入删除操作会破坏平衡树的平衡性,因此在插入删除操作之后,需要对树进行一个分裂、合并、旋转等操作来维护平衡性。
 
3. 与红黑树的比较
 
红黑树等平衡树也可以用来实现索引,但是文件系统及数据库系统普遍采用 B+ Tree 作为索引结构,主要有以下两个原因:
 
(一)更少的查找次数
 
平衡树查找操作的时间复杂度等于树高 h,而树高大致为 O(h)=O(logdN),其中 d 为每个节点的出度。
 
红黑树的出度为 2,而 B+ Tree 的出度一般都非常大,所以红黑树的树高 h 很明显比 B+ Tree 大非常多,查找的次数也就更多。
 
(二)利用磁盘预读特性       
 
为了减少磁盘 I/O,磁盘往往不是严格按需读取,而是每次都会预读。预读过程中,磁盘进行顺序读取,顺序读取不需要进行磁盘寻道,并且只需要很短的旋转时间,速度会非常快。       
 
操作系统一般将内存和磁盘分割成固态大小的块,每一块称为一页,内存与磁盘以页为单位交换数据。数据库系统将索引的一个节点的大小设置为页的大小,使得一次 I/O 就能完全载入一个节点。并且可以利用预读特性,相邻的节点也能够被预先载入。

(编辑:应用网_丽江站长网)

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