二叉树 跳表_聊聊Mysql索引和redis跳表

摘要

面试时，交流有关mysql索引问题时，发现有些人能够涛涛不绝的说出B+树和B树，平衡二叉树的区别，却说不出B+树和hash索引的区别。这种一看就知道是死记硬背，没有理解索引的本质。本文旨在剖析这背后的原理，欢迎留言探讨

问题

如果对以下问题感到困惑或一知半解，请继续看下去，相信本文一定会对你有帮助

• mysql 索引如何实现
• mysql 索引结构B+树与hash有何区别。分别适用于什么场景
• 数据库的索引还能有其他实现吗
• redis跳表是如何实现的
• 跳表和B+树，LSM树有和区别呢

解析

首先为什么要把mysql索引和redis跳表放在一起讨论呢，因为他们解决的都是同一种问题，用于解决数据集合的查找问题，即根据指定的key，快速查到它所在的位置（或者对应的value）

当你站在这个角度去思考问题时，还会不知道B+树索引和hash索引的区别吗

数据集合的查找问题

现在我们将问题领域边界划分清楚了，就是为了解决数据集合的查找问题。这一块需要考虑哪些问题呢 1. 需要支持哪些查找方式，单key/多key/范围查找， 2. 插入/删除效率 3. 查找效率（即时间复杂度） 4. 存储大小（空间复杂度）

我们看下几种常用的查找结构

hash

hash是key,value形式，通过一个散列函数，能够根据key快速找到value B+树

B+树是在平衡二叉树基础上演变过来，为什么我们在算法课上没学到B+树和跳表这种结构呢。因为他们都是从工程实践中得到，在理论的基础上进行了妥协。

B+树首先是有序结构，为了不至于树的高度太高，影响查找效率，在叶子节点上存储的不是单个数据，而是一页数据，提高了查找效率，而为了更好的支持范围查询，B+树在叶子节点冗余了非叶子节点数据，为了支持翻页，叶子节点之间通过指针连接。

跳表

跳表是在链表的基础上进行扩展的，为的是实现redis的sorted set数据结构。 level0: 是存储原始数据的，是一个有序链表，每个节点都在链上 level0+: 通过指针串联起节点，是原始数据的一个子集，level等级越高，串联的数据越少，这样可以显著提高查找效率，

总结

| 数据结构 |实现原理 | key查询方式|查找效率|存储大小|插入、删除效率| |:--|:--|:--|:--|:--|:--| |Hash | 哈希表 |支持单key|接近O(1)| 小，除了数据没有额外的存储|O(1) |B+树 |平衡二叉树扩展而来 |单key,范围，分页|O(Log(n)|除了数据，还多了左右指针，以及叶子节点指针|O(Log(n)，需要调整树的结构，算法比较复杂 |跳表 | 有序链表扩展而来|单key，分页|O(Log(n) |除了数据，还多了指针，但是每个节点的指针小于<2,所以比B+树占用空间小|O(Log(n)，只用处理链表，算法比较简单

对LSM结构感兴趣的可以看下cassandra vs mongo (1)存储引擎

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参考

https://www.cnblogs.com/Elliott-Su-Faith-change-our-life/p/7545940.html冗余了非叶子节点数据，为了支持翻页，叶子节点之间通过指针连接。