B樹和B+樹——應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫索引

多路查找樹——相比于常用的二叉樹延刘,多路查找樹每個節(jié)點(diǎn)可以存儲多個元素和多個孩子指針茫多。主要用于做索引呵晨,來降低程序?qū)ν獯娲疟P設(shè)備上的數(shù)據(jù)的訪問次數(shù)奇钞。

  • 【2-3樹】
    樹中每個結(jié)點(diǎn)要么是2結(jié)點(diǎn)(即1個元素和2孩子指針或2NULL)澡为,要么是3結(jié)點(diǎn)(即2個元素和3個孩子指針或3NULL)。
  • 【2-3-4樹】
    2-3樹的擴(kuò)展景埃,增加了4結(jié)點(diǎn)的使用媒至。樹中每個結(jié)點(diǎn)要么是2結(jié)點(diǎn)(即1個元素和2孩子指針或2NULL)顶别,要么是3結(jié)點(diǎn)(即2個元素和3個孩子指針或3NULL),要么是4結(jié)點(diǎn)(即3個元素和4個孩子指針或4NULL)拒啰。
  • 都要保證所有的葉子節(jié)點(diǎn)都在同一層次上驯绎,即保證平衡。因此每次插入和刪除結(jié)點(diǎn)后谋旦,都可能要對葉子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整条篷。

B樹

B樹結(jié)構(gòu)做索引怎么就能降低程序?qū)ν獯娲疟P設(shè)備上的數(shù)據(jù)的訪問次數(shù)呢?

B+樹——對B樹的改進(jìn)蛤织,使得更適用于文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。


【B樹示例】

【B+樹示例】
  • 可以看到鸿染,B+樹的每個分支結(jié)點(diǎn)中只保存了索引值指蚜,而沒有保存實(shí)際的數(shù)據(jù)值。這就使得每個結(jié)點(diǎn)(內(nèi)存頁面)可以存放更多個索引元素涨椒,進(jìn)一步降低了樹的高度摊鸡,提高了查詢的效率。
  • 對于B樹在遍歷所有元素時有重復(fù)的缺陷蚕冬,B+樹只要從葉子節(jié)點(diǎn)從左往右遍歷一遍就可以免猾,不會發(fā)生重復(fù)。

B+樹作為數(shù)據(jù)庫索引的實(shí)例囤热,其中0x56等為數(shù)據(jù)實(shí)際地址

為第一列數(shù)據(jù)做索引

為第二列數(shù)據(jù)做索引

數(shù)據(jù)庫索引優(yōu)化策略

  • 高效使用索引的首要條件是知道什么樣的查詢會使用到索引猎提,即查詢語句要滿足B+Tree中的“最左前綴原理”時,才會使用到已經(jīng)創(chuàng)建的索引旁蔼。

  • 既然索引可以加快查詢速度锨苏,那么是不是只要是查詢語句需要,就建上索引棺聊?答案是否定的伞租。因?yàn)樗饕m然加快了查詢速度,但索引也是有代價的:索引文件本身要消耗存儲空間限佩,同時索引會加重插入葵诈、刪除和修改記錄時的負(fù)擔(dān),另外祟同,MySQL在運(yùn)行時也要消耗資源維護(hù)索引作喘,因此索引并不是越多越好。一般兩種情況下不建議建索引耐亏。
    第一種情況是表記錄比較少徊都。
    第二種不建議建索引的情況是索引的選擇性較低。所謂索引的選擇性(Selectivity)广辰,是指不重復(fù)的索引值與表記錄數(shù)的比值暇矫。越接近于1說明索引值唯一性越好主之,這對于B+樹的維護(hù)和查詢效率都很好。

  • 有一種與索引選擇性有關(guān)的索引優(yōu)化策略叫做前綴索引李根,就是用列的前綴代替整個列作為索引key槽奕,當(dāng)前綴長度合適時,可以做到既使得前綴索引的選擇性接近全列索引房轿,同時因?yàn)?code>索引key變短而減少了索引文件的大小和維護(hù)開銷粤攒。

詳細(xì)的MySQL數(shù)據(jù)庫索引原理和優(yōu)化看這篇博文:http://blog.codinglabs.org/articles/theory-of-mysql-index.html

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