Mysql索引为何使用B+树结构

MySQL的索引机制中，有一点可谓是路人皆知，既默认使用B+树作为底层的数据结构，有人会说树结构是以二分法查找数据，所以会在很大程度上提升检索性能，这点确实没错，但树结构有那么多，但为什么要选择B+树呢？而不选择二叉树、红黑树或B树呢？下面一起聊一聊这个话题。

为何不选择二叉树？

二叉搜索树是遵守二分搜索法实现的一种数据结构，它具有下面特点：

• 任意节点的左子树不为空时，左节点小于根节点；
• 右节点不为空时，右节点大于根节点；
• 任意子树也是二叉搜索树；

依次存入数据，如果数据是递增的，则原二叉树退化为链表。

为何不选择红黑树？

相比于二叉树，红黑树则进一步做了优化，它是一种自适应的平衡树，会根据插入的节点数量以及节点信息，自动调整树结构来维持平衡

①虽然对比二叉树来说，树高有所降低，但数据量一大时，依旧会有很大的高度。
②每个节点中只存储一个数据，节点之间还是不连续的，每次磁盘IO只能读取一个数据。

为何不选择B树？

B树和红黑树相比，其单节点可容纳多个数据，就能在大程度上改善其性能，使B树的高度远小于红黑树的高度。

我们仔细观察可以知道B树的叶子节点直接是没有指针的，但是日常查询中包含了大量的范围查询，所以当出现范围查找的时候，会出现多次的IO查找。

①虽然对比之前的红黑树更矮，检索数据更快，但对于大范围查询的需求，依旧需要通过多次磁盘IO来检索数据。

为何选择B+树？

B+树是在B树的基础进一步优化，一方面节点分为了叶节点和子节点两类，另一方面叶子节点之间存在单向链表指针。

• 叶节点不存储实际数据，主要用于索引和加速查找；
• 叶子节点存储数据，所有叶子节点通过链表连接，便于范围查询
• 这种设计相对于B树相同高度能够存储更多数据

其实MySQL底层真正的索引结构还对叶子节点之间的指针进行了优化，B+树叶子节点的单向指针无法支持倒序查询，因此MySQL针对单向指针优化成了双向指针，也就是双向链表结构，在某些业务场景下又能进一步提升整体性能！