B+Tree如何理解

今天就跟大家聊聊有關(guān)B+Tree如何理解，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

B+Tree的定義

B+Tree是B樹的變種，有著比B樹更高的查詢性能，來看下m階B+Tree特征：

1. 有m個(gè)子樹的節(jié)點(diǎn)包含有m個(gè)元素（B-Tree中是m-1）

2. 根節(jié)點(diǎn)和分支節(jié)點(diǎn)中不保存數(shù)據(jù)，只用于索引，所有數(shù)據(jù)都保存在葉子節(jié)點(diǎn)中。

3. 所有分支節(jié)點(diǎn)和根節(jié)點(diǎn)都同時(shí)存在于子節(jié)點(diǎn)中，在子節(jié)點(diǎn)元素中是最大或者最小的元素。

4. 葉子節(jié)點(diǎn)會(huì)包含所有的關(guān)鍵字，以及指向數(shù)據(jù)記錄的指針，并且葉子節(jié)點(diǎn)本身是根據(jù)關(guān)鍵字的大小從小到大順序鏈接。

 

更直觀的圖

 

1、紅點(diǎn)表示是指向衛(wèi)星數(shù)據(jù)的指針，指針指向的是存放實(shí)際數(shù)據(jù)的磁盤頁，衛(wèi)星數(shù)據(jù)就是數(shù)據(jù)庫中一條數(shù)據(jù)記錄。

2、葉子節(jié)點(diǎn)中還有一個(gè)指向下一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)的next指針，所以葉子節(jié)點(diǎn)形成了一個(gè)有序的鏈表，方便遍歷B+樹。

B+樹的優(yōu)勢1、更加高效的單元素查找

B+樹的查找元素3的過程：

第一次磁盤IO

 

第二次磁盤IO

 

第三次磁盤IO

 

這個(gè)過程看下來，貌似與B樹的查詢過程沒有什么區(qū)別。但實(shí)際上有兩點(diǎn)不一樣：

a、首先B+樹的中間節(jié)點(diǎn)不存儲衛(wèi)星數(shù)據(jù)，所以同樣大小的磁盤頁可以容納更多的節(jié)點(diǎn)元素，如此一來，相同數(shù)量的數(shù)據(jù)下，B+樹就相對來說要更加矮胖些，磁盤IO的次數(shù)更少。

b、由于只有葉子節(jié)點(diǎn)才保存衛(wèi)星數(shù)據(jù)，B+樹每次查詢都要到葉子節(jié)點(diǎn)；而B樹每次查詢則不一樣，最好的情況是根節(jié)點(diǎn)，最壞的情況是葉子節(jié)點(diǎn)，沒有B+樹穩(wěn)定。

2、葉子節(jié)點(diǎn)形成有順鏈表，范圍查找性能更優(yōu)

B樹范圍查找3-8的過程

a、先查找3

 

b、再查找4、5、6、7、8，中間過程省略，直接到8的查找

 

這里查找的范圍跨度越大，則磁盤IO的次數(shù)越多，性能越差。

B+樹范圍查找3-11的過程

 

先從上到下找到下限元素3，然后通過鏈表指針，依次遍歷得到元素5/6/8/9/11；如此一來，就不用像B樹那樣一個(gè)個(gè)元素進(jìn)行查找。

總結(jié)

1. 單節(jié)點(diǎn)可以存儲更多的元素，使得查詢磁盤IO次數(shù)更少。

2. 所有查詢都要查找到葉子節(jié)點(diǎn)，查詢性能穩(wěn)定。

3. 所有葉子節(jié)點(diǎn)形成有序鏈表，便于范圍查詢。

PS:在數(shù)據(jù)庫的聚集索引（Clustered Index）中，葉子節(jié)點(diǎn)直接包含衛(wèi)星數(shù)據(jù)。在非聚集索引（NonClustered Index）中，葉子節(jié)點(diǎn)帶有指向衛(wèi)星數(shù)據(jù)的指針。

看完上述內(nèi)容，你們對B+Tree如何理解有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關(guān)內(nèi)容，請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。