图灵学院JAVA架构师-VIP-MySQL底层实现之B+树

目前，MySQL中使用最多的引擎是InnoDB和MYISAM。

这两种引擎都是采用B+树的数据结构来构建索引，B+树是B树的变种，首先我们先来了解下B树的数据结构。

B树

B树是一棵多路平衡查找树，简单来说，B树可以看做平衡二叉树的进阶版，它与平衡二叉树的不同点主要在B树的一个节点可以存放多个关键字，并且B树的每个节点可以有两个以上的子节点，而这些都取决于B树的阶数，当B树的阶数为2时，它就是一个普通的平衡二叉树。

我们描述一棵B树是需要定义它的阶数，阶数定义了它最多会有多少个子节点。一棵m阶的B树简单定义如下：

1.每个节点最多可以有m个子节点

2.每个节点最多可以存放m-1个关键字

下面是一棵3阶的B树：

B树与平衡二叉树查找效率比较

上面我们简单介绍了B树，通过观察发现，单纯从数据结构来讲，B树和平衡二叉树在查找的时间复杂度上并没有什么区别，但数据结构比平衡二叉树复杂一些，那么为什么要用到B树来做查询树呢？

我们都知道，计算机读取数据的操作中最耗时的是从磁盘中读取数据，在大多数linux系统中，每次磁盘io会取出4k的连续数据。

平衡二叉树因为每个关键字都存放在独立的节点，无法保证在磁盘中的物理存储地址是连续的，因此，在最坏的情况下，每个关键字的读取都需要进行一次磁盘IO。

而B树的每个节点可以存放多个关键字，每个节点的关键字在磁盘中的物理存储地址都是连续的，使得每次磁盘IO都可以读取多个关键字，大大减少了磁盘IO次数，使得查找时间更快。

B+树

B+树是B树的变种，其结构如下：

在B+树中，所有的关键字都会保存在叶子节点中，叶子节点之间也会有指针进行连接，形成一个链表的形式，和B树相比，这样的结构方便范围查找。

比如要查询大于5的关键字，我们从根节点往下遍历，找到关键字为5的叶子节点之后，直接读取5之后的叶子节点就可以了，而不用一次次的从根节点去遍历大于5的关键字。

MySQL的B+树实现

上述的B+树在范围查找的时候也有缺点。

当我们进行的范围查找进行倒序操作的时候，凭借叶子节点的单向链表是无法实现的。

基于这样的情况，MySQL中的B+树结构做了一些调整，其结构如下：

MySQL将B+树叶子节点的单向链表改为双向链表，解决了倒序范围查找的问题。