Mysql索引数据结构

数据库索引为什么用B+树而不用B-树？

数据库索引采用B+树的主要原因是B树在提高了磁盘IO性能的同时并没有解决元素遍历的效率低下的问题。正是为了解决这个问题，B+树应运而生。B+树只要遍历叶子节点就可以实现整棵树的遍历。而且在数据库中基于范围的查询是非常频繁的，而B树不支持这样的操作（或者说效率太低）。

B+树和B-树的区别：

B+树中间节点没有存储数据，只有叶节点存放数据，其余节点用来索引，所以同样大小的磁盘页可以容纳更多的节点元素，而B-树是每个索引节点都会有Data域。这就意味着，数据量相同的情况下，B+树的结构比B-树更加“矮胖”，因此查询是IO次数也更少。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。

其次，B+树的查询必须最终查询到叶子节点，而B-树只要找到匹配元素即可，无论匹配元素处于中间节点还是叶子节点。

因此，B-树的查询性能并不稳定（最好情况是只查根节点，最坏情况是查到叶子节点）。而B+树每一次查找都是稳定的。

综合起来，B+树相比B-树的优势有三个：

1.单一节点存储更多的元素，使得查询的IO次数更少。

2.所有查询都要查找到叶子节点，查询性能稳定。

3.所有叶子节点形成有序链表，便于范围查询。

为什么索引结构默认使用B-Tree，而不是hash，二叉树，红黑树？

hash：虽然可以快速定位，但是没有顺序，IO复杂度高。

二叉树：树的高度不均匀，不能自平衡，查找效率跟数据有关（树的高度），并且IO代价高。

红黑树：树的高度随着数据量增加而增加，IO代价高。

总结一点就是：使用B+树而不是用其他结构的原因就是为了减少磁盘IO的次数，减少数的高度，而B+树就很好的做到了这一点

那么什么情况下使用红黑树?红黑树和B树使用场合有什么不同？

两者都是有序的数据结构，可用作数据容器。

红黑树多用在内部排序，即全放在内存中的，微软STL的map和set的内部实现就是红黑树。
B树多用在内存里放不下，大部分数据存储在外存上时。因为B树层数少，因此可以确保每次操作，读取磁盘的次数尽可能的少。

在数据较小，可以完全放到内存中时，红黑树的时间复杂度比B树低。
反之，数据量较大，外存中占主要部分时，B树因其读磁盘次数少，而具有更快的速度。
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「kongmin_123」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/kongmin_123/article/details/82055901