B-Tree索引

原文：http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/idshelp/v10/index.jsp?topic=/com.ibm.adref.doc/adref235.htm

这部分B-tree索引页的结构的一般信息。是对感兴趣的读者的一个概况。更多信息请参考IBM Informix指南。

B-Tree定义

数据库用B-tree数据结构组织索引，图1显示了一个完整的B-tree索引是由下面三种不同类型的索引页或结点组成的。

 

图1 B-tree结构图

*一个根节点

根节点包含指向分支节点的指针。

*两个或两个以上的分支节点

一个分支结点包含指向叶子结点或其他的分支节点的指针。

*很多的叶子结点

一个叶子结点包含索引项和水平地指向其他叶子结点的指针。

每一个结点都有各自不同的功能，下面介绍各结点在索引中的功能。

 

索引项

索引的基本单位是索引项。一个索引项包含一个key值，它代表某个特定行的索引列。并且包含数据库用来在数据页中定位行的rowid信息。

结点

结点是存有一组索引项的索引页（好像翻译的不对）

 

索引的逻辑存储

这部分概述数据库任何创建和填充索引

根和叶子结点的创建

         当你为一个表创建索引时，数据库只允许一个索引页。这页代表根结点并且直到你插入数据到表中都是空的。

         开始时，从功能上来说，根节点和叶子节点一样。你往数据库表中插入一条记录，数据库在根节点上创建并添加一个索引项。图2说明了一个根节点在他被填充前是任何出现的（?）

 

图2 根结点

当根结点充满了索引项时，数据库根据以下步骤分裂根结点：

1,创建两个叶子结点

2,移动大约一半的根结点项给每一个新创建的叶子结点

3,把叶子结点的指针放入根结点

当你添加新行到数据库表中，数据库添加索引项到叶子结点。当叶子结点满时，数据库创建新的叶子结点，移动部分索引项到新的结点，并在根结点添加一个指向新叶子结点的指针。

         例如，假定叶节点3要满了。数据库管理系统添加另一个叶子结点。数据库管理系统移动部分叶节点3的记录到新的叶节点，如图3所示。

 

 

图3 叶节点3满后创建叶节点3

分支结点创建

最终，当你在数据库表中添加记录时，数据库管理系统用指向现有的叶子结点指针填充根结点。当根结点分裂另一个叶子结点，并且根结点没有空间填充其他指针时，就会发生下面的情况。

         数据库管理系统分裂根结点并划分其内容给两个新创建的分支（不知道如何翻译）。当索引列添加后，越来越多的叶子结点分裂了，导致数据库管理系统添加了更多的分支，最终，根结点填充了指向这些分支结点的指针。当此发生时，数据库管理系统再次分裂根结点。并在根结点和较低层次的分支创建另外的分支。最终结果是一个4层的树，一个根结点，2个分支层次和一个叶层。B-tree数据结构可以继续生长下去直到最大层次20层。

         分支结点可指向其他在其下层的分支或者叶子结点。在图4中，分支结点只指向叶子结点。左侧分支结点中第一个结点项包含和最左侧叶结点最大项一样的key值和一个结点指向他，第二个包含下一个叶子结点最大项和一个指向他的结点。第三个只包含一个指向下层叶结点的指针。随着索引的增长，第三索引项能在索引生命周期内包含真实key值。

 

 

图4 分支结点

 待续……