B+Tree原理

B+Tree结构

B Tree指的是平衡树，并且所有叶子节点位于同一层。
B+Tree是基于B Tree和叶子节点顺序访问指针进行实现，它具有B Tree 的平衡性，并且通过顺序访问指针来提高区间查询的性能。
在B+Tree 中，一个节点中的key从左到右非递减排列，如果某个指针的左右相邻key分别是key1和key2，且不为null,则该指针指向几点的所有key大于等于keyi且小于等于keyi+1.

相关操作

• 查找时，首先在根节点进行二分查找，在根节点中找到key所在的指针，然后递归到key子节点进行查找，直到找到那个叶子节点，然后在这个叶子节点上进行二分查找，找出key锁对应的data.
• 插入删除等操作会破坏其平衡性，这里的操作会很复杂，需要对树进行一个分裂、合并、旋转等操作来维护其平衡性。

比较

• 与红黑树比较

  红黑树等平衡树也可以用来实现索引，但是文件系统及数据库系统普遍采用B+Tree作为索引结构，因为：
  1.查找次数更少
  平衡树查找操作的时间复杂度跟树高h有关，o(h)=o(logdn)，其中d为每个节点的出度。红黑树的出度为2【因为红黑树是二叉树】，而B+Tree的出度一般都非常的大，所以红黑树的树高h很明显比b+Tree大很多，查找的次数也就更多。
  2.利用磁盘预读特性
  为了减少磁盘I/O操作，磁盘并不是每次需要才去读取，而是会进行预读取。在预读取的过程中，磁盘进行顺序读取，顺序读取不需要进行磁盘寻道，并且只需要很短的磁盘旋转时间，速度会非常快。
  【操作系统一般将内存和磁盘分割成固定大小的块区域，每一块称为一页，内存与磁盘以页为单位交换数据。】
  【数据库系统将索引的一个节点的大小，使得一次I/O就能完全载入一个节点，并且可以利用预读特性，相邻的节点也能被预先载入】