索引数据结构之哈希、红黑树(Red Black Tree)、B树(B-Tree)、B+树详解

引言

1、索引的本质：索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构
2、可以做索引结构：
（1）数组，依赖下标。
（2）链表
（3）哈希
（4）二叉树
（5）B树
（6）B+树

3、MySQL的索引为啥是B+Tree?
 答题线路：全部遍历→Hash→二叉树→平衡二叉树→B-Tree→B+Tree

一、全部遍历(没有索引)

从头到尾扫描，根据实践经验，如果数据规模在2千条以下，可以直接查找，时间也是很快的，毕竟数据规模小。但是随着规模的扩大，是一定要建立索引，提高查找效率。比如没有目录的牛津字典，那查找起来，不得…

二、哈希(Hash)

1、Hash函数：JDK的hash函数非常经典，建议熟记：

int hash(Object key){
   
   
	int h = key.hashCode();
	return (h ^ (h>>>16)) & (capitity-1); // capicity表示散列表的大小。
}

2、HashMap的底层数据结构：分JDK1.7和JDK1.8两个版本。
（1）JDK1.7：底层数据结构是数组+单链表；
（2）JDK1.8：对 HashMap 做了进一步优化，底层数据结构是数组+单链表（红黑树），当链表过长（默认当长度超过8）时，链表就转换成了红黑树，利用红黑树快速增删改查的特点，进一步提高HashMap的性能。当红黑树的结点个数少于6时，又会将红黑树转化成链表。因此在数据量较小的情况下，红黑树因为要维护平衡，性能上的优势并不明显。

3、HashMap默认的初始大小是16，如果事先值到大概的数据量有多大，可以通过修改默认值，减少动态扩容的次数，提高HashMap性能。

4、当 HashMap 中元素个数超过0.75*capacity的时候，就会启动自动扩容，每次扩容都会扩为原来的两倍大小。（当前容量大小*2）

5、扩容的时候，会将数据全部重新计算一次，线程不安全。

6、既然线程不安全，如何改进？
（1）new ConcurrentHashMap<>()；

7、HashMap & ConcurrentHashMap 的区别？
  除了加锁，原理上无太大区别。另外，HashMap 的键值对允许有null，但是ConCurrentHashMap 都不允许。
  JDK 1.7 中使用分段锁（ReentrantLock + Segment + HashEntry），相当于把一个 HashMap 分成多个段，每段分配一把锁，这样支持多线程访问。锁粒度：基于 Segment，包含多个 HashEntry。
  JDK 1.8 中使用 CAS + synchronized + Node + 红黑树。锁粒度：Node（首结点）（实现 Map.Entry）。锁粒度降低了。

8、JDK1.8中对