题主应该知道B-树和B+树最重要的一个区别就是B+树只有叶节点存放数据,其余节点用来索引,而B-树是每个索引节点都会有Data域。
这就决定了B+树更适合用来存储外部数据,也就是所谓的磁盘数据。
从Mysql(Inoodb)的角度来看,B+树是用来充当索引的,一般来说索引非常大,尤其是关系性数据库这种数据量大的索引能达到亿级别,所以为了减少内存的占用,索引也会被存储在磁盘上。
那么Mysql如何衡量查询效率呢?磁盘IO次数,B-树(B类树)的特定就是每层节点数目非常多,层数很少,目的就是为了就少磁盘IO次数,当查询数据的时候,最好的情况就是很快找到目标索引,然后读取数据,使用B+树就能很好的完成这个目的,但是B-树的每个节点都有data域(指针),这无疑增大了节点大小,说白了增加了磁盘IO次数(磁盘IO一次读出的数据量大小是固定的,单个数据变大,每次读出的就少,IO次数增多,一次IO多耗时啊!),而B+树除了叶子节点其它节点并不存储数据,节点小,磁盘IO次数就少。这是优点之一。
另一个优点是什么,B+树所有的Data域在叶子节点,一般来说都会进行一个优化,就是将所有的叶子节点用指针串起来。这样遍历叶子节点就能获得全部数据,这样就能进行区间访问啦。
至于MongoDB为什么使用B-树而不是B+树,可以从它的设计角度来考虑,它并不是传统的关系性数据库,而是以Json格式作为存储的nosql,目的就是高性能,高可用,易扩展。首先它摆脱了关系模型,上面所述的优点2需求就没那么强烈了,其次Mysql由于使用B+树,数据都在叶节点上,每次查询都需要访问到叶节点,而MongoDB使用B-树,所有节点都有Data域,只要找到指定索引就可以进行访问,无疑单次查询平均快于Mysql(但侧面来看Mysql至少平均查询耗时差不多)。
总体来说,Mysql选用B+树和MongoDB选用B-树还是以自己的需求来选择的。
事实上,在MySQL数据库中,诸多存储引擎使用的是B+树,即便其名字看上去是BTREE。
4.1 innodb的索引机制
先以innodb存储引擎为例,说明innodb引擎是如何利用B+树建立索引的
首先创建一张表:zodiac,并插入一些数据
对于innodb来说,只有一个数据文件,这个数据文件本身就是用B+树形式组织,B+树每个节点的关键字就是表的主键,因此innode的数据文件本身就是主索引文件,如下图所示,主索引中的叶子页(leaf page)包含了数据记录,但非叶子节点只包含了主键,术语“聚簇”表示数据行和相邻的键值紧凑地存储在一起,因此这种索引被称为聚簇索引,或聚集索引。
这种索引方式,可以提高数据访问的速度,因为索引和数据是保存在同一棵B树之中,从聚簇索引中获取数据通常比在非聚簇索引中要来得快。
所以可以说,innodb的数据文件是依靠主键组织起来的,这也就是为什么innodb引擎下创建的表,必须指定主键的原因,如果没有显式指定主键,innodb引擎仍然会对该表隐式地定义一个主键作为聚簇索引。
同样innodb的辅助索引,如下图所示,假设这些字符是按照生肖的顺序排列的(其实我也不知道具体怎么实现,不要在意这些细节,就是举个例子),其叶子节点中也包含了记录的主键,因此innodb引擎在查询辅助索引的时候会查询两次,首先通过辅助索引得到主键值,然后再查询主索引,略微有点啰嗦
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