为什么MySQL索引结构采用B+树?

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
云数据库 RDS PostgreSQL,集群系列 2核4GB
简介: 一位6年经验的小伙伴去字节面试的时候被问到这样一个问题,为什么MySQL索引结构要采用B+树?这位小伙伴从来就没有思考过这个问题。只因为现在都这么卷,后面还特意查了很多资料,他也希望听听我的见解。

一位6年经验的小伙伴去字节面试的时候被问到这样一个问题,为什么MySQL索引结构要采用B+树?这位小伙伴从来就没有思考过这个问题。只因为现在都这么卷,后面还特意查了很多资料,他也希望听听我的见解。

另外,我花了1个多星期把往期的面试题解析配套文档准备好了,一共有10万字,想获取的小伙伴可以在我的煮叶简介中找到。

1、B树和B+树

一般来说,数据库的存储引擎都是采用B树或者B+树来实现索引的存储。首先来看B树,如图所示。

5d5b0c97d54cdbd36cb92c7fb97990fe.png

B树是一种多路平衡树,用这种存储结构来存储大量数据,它的整个高度会相比二叉树来说,会矮很多。

而对于数据库而言,所有的数据都将会保存到磁盘上,而磁盘I/O的效率又比较低,特别是在随机磁盘I/O的情况下效率更低。

所以 高度决定了磁盘I/O的次数,磁盘I/O次数越少,对于性能的提升就越大,这也是为什么采用B树作为索引存储结构的原因,如图所示。

而MySQL的InnoDB存储引擎,它用了一种增强的B树结构,也就是B+树来作为索引和数据的存储结构。

相比较于B树结构来说,B+树做了两个方面的优化,如图所示。

398aa23eb83e3170d7a41da31b2c8ddd.png

1、B+树的所有数据都存储在叶子节点,非叶子节点只存储索引。

2、叶子节点中的数据使用双向链表的方式进行关联。

2、原因分析

我认为,MySQL索引结构采用B+树,有以下4个原因:

1、从磁盘I/O效率方面来看:B+树的非叶子节点不存储数据,所以树的每一层就能够存储更多的索引数量,也就是说,B+树在层高相同的情况下,比B树的存储数据量更多,间接会减少磁盘I/O的次数。

2、从范围查询效率方面来看:在MySQL中,范围查询是一个比较常用的操作,而B+树的所有存储在叶子节点的数据使用了双向链表来关联,所以B+树在查询的时候只需查两个节点进行遍历就行,而B树需要获取所有节点,因此,B+树在范围查询上效率更高。

3、从全表扫描方面来看:因为,B+树的叶子节点存储所有数据,所以B+树的全局扫描能力更强一些,因为它只需要扫描叶子节点。而B树需要遍历整个树。

4、从自增ID方面来看:基于B+树的这样一种数据结构,如果采用自增的整型数据作为主键,还能更好的避免增加数据的时候,带来叶子节点分裂导致的大量运算的问题。

3、总结

总体来说,我认为技术方案的选型,更多的要根据具体的业务场景来决定,并不一定是说B+树就是最好的选择,就像MongoDB里面采用B树结构,本质上来说,其实是关系型数据库和非关系型数据库的差异。

以上就是我对为什么MySQL索引结构采用B+树 的理解。

相关实践学习
如何快速连接云数据库RDS MySQL
本场景介绍如何通过阿里云数据管理服务DMS快速连接云数据库RDS MySQL,然后进行数据表的CRUD操作。
全面了解阿里云能为你做什么
阿里云在全球各地部署高效节能的绿色数据中心,利用清洁计算为万物互联的新世界提供源源不断的能源动力,目前开服的区域包括中国(华北、华东、华南、香港)、新加坡、美国(美东、美西)、欧洲、中东、澳大利亚、日本。目前阿里云的产品涵盖弹性计算、数据库、存储与CDN、分析与搜索、云通信、网络、管理与监控、应用服务、互联网中间件、移动服务、视频服务等。通过本课程,来了解阿里云能够为你的业务带来哪些帮助     相关的阿里云产品:云服务器ECS 云服务器 ECS(Elastic Compute Service)是一种弹性可伸缩的计算服务,助您降低 IT 成本,提升运维效率,使您更专注于核心业务创新。产品详情: https://www.aliyun.com/product/ecs
相关文章
|
1月前
|
SQL 关系型数据库 MySQL
深入解析MySQL的EXPLAIN:指标详解与索引优化
MySQL 中的 `EXPLAIN` 语句用于分析和优化 SQL 查询,帮助你了解查询优化器的执行计划。本文详细介绍了 `EXPLAIN` 输出的各项指标,如 `id`、`select_type`、`table`、`type`、`key` 等,并提供了如何利用这些指标优化索引结构和 SQL 语句的具体方法。通过实战案例,展示了如何通过创建合适索引和调整查询语句来提升查询性能。
176 9
|
17天前
|
SQL 存储 关系型数据库
MySQL秘籍之索引与查询优化实战指南
最左前缀原则。不冗余原则。最大选择性原则。所谓前缀索引,说白了就是对文本的前几个字符建立索引(具体是几个字符在建立索引时去指定),比如以产品名称的前 10 位来建索引,这样建立起来的索引更小,查询效率更快!
79 22
 MySQL秘籍之索引与查询优化实战指南
|
18天前
|
存储 关系型数据库 MySQL
MySQL中为什么要使用索引合并(Index Merge)?
通过这些内容的详细介绍和实际案例分析,希望能帮助您深入理解索引合并及其在MySQL中的
68 10
|
1月前
|
缓存 关系型数据库 MySQL
MySQL 索引优化以及慢查询优化
通过本文的介绍,希望您能够深入理解MySQL索引优化和慢查询优化的方法,并在实际应用中灵活运用这些技术,提升数据库的整体性能。
79 18
|
1月前
|
存储 Oracle 关系型数据库
索引在手,查询无忧:MySQL索引简介
MySQL 是一款广泛使用的关系型数据库管理系统,在2024年5月的DB-Engines排名中得分1084,仅次于Oracle。本文介绍MySQL索引的工作原理和类型,包括B+Tree、Hash、Full-text索引,以及主键、唯一、普通索引等,帮助开发者优化查询性能。索引类似于图书馆的分类系统,能快速定位数据行,极大提高检索效率。
59 8
|
1月前
|
缓存 关系型数据库 MySQL
MySQL 索引优化以及慢查询优化
通过本文的介绍,希望您能够深入理解MySQL索引优化和慢查询优化的方法,并在实际应用中灵活运用这些技术,提升数据库的整体性能。
75 7
|
1月前
|
缓存 关系型数据库 MySQL
MySQL 索引优化与慢查询优化:原理与实践
通过本文的介绍,希望您能够深入理解MySQL索引优化与慢查询优化的原理和实践方法,并在实际项目中灵活运用这些技术,提升数据库的整体性能。
102 5
|
1月前
|
存储 关系型数据库 MySQL
Mysql索引:深入理解InnoDb聚集索引与MyisAm非聚集索引
通过本文的介绍,希望您能深入理解InnoDB聚集索引与MyISAM非聚集索引的概念、结构和应用场景,从而在实际工作中灵活运用这些知识,优化数据库性能。
144 7
|
25天前
|
存储 关系型数据库 MySQL
【MYSQL】 ——索引(B树B+树)、设计栈
索引的特点,使用场景,操作,底层结构,B树B+树,MYSQL设计栈
|
1天前
|
缓存 关系型数据库 MySQL
【深入了解MySQL】优化查询性能与数据库设计的深度总结
本文详细介绍了MySQL查询优化和数据库设计技巧,涵盖基础优化、高级技巧及性能监控。
10 0