为啥使用B+树作为索引而不是b树,他们之间的区别是啥

前天美团面试,问到了这个题目,所以我特意记了下来
为什么选择B树/B+树,而不是红黑树?
我们知道MySQL的数据是存放在磁盘上的,而读取磁盘的IO开销非常大,当需要定位到磁盘的具体位置时就需要几次IO操作,所以每次进行查找时就要想办法尽量控制对磁盘的IO操作次数,而B+树的结构正好满足。B/B+树是为了磁盘或其它存储设备而设计的一种平衡多路查找树(相对于二叉,B树每个内节点有多个分支),与红黑树相比,在相同的的节点的情况下,一颗B/B+树的高度远远小于红黑树的高度(在下面B/B+树的性能分析中会提到)。B/B+树上操作的时间通常由存取磁盘的时间和CPU计算时间这两部分构成,而CPU的速度非常快,所以B树的操作效率取决于访问磁盘的次数,关键字总数相同的情况下B树的高度越小,磁盘I/O所花的时间越少。

那么为什么采用B+树而不是B树呢?
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  • B+树的磁盘读写代价更低,因为B+树的所有非叶子节点只会存放索引信息,而真正的数据信息都只存放在叶子节点中,这样一来,每个非叶子节点存放的索引信息就更多,一次磁盘IO就可以读取更多的索引信息到内存中,可以减少磁盘IO的次数。

  • B+树的查询效率更加稳定,由于非叶子节点只存索引信息,而没有真正的数据信息,所以任何关键字的查找必须走一条从根结点到叶子结点的路。所有关键字查询的路径长度相同,导致每一个数据的查询效率相当。

  • B+树更加适合在区间查询的情况,由于B+树的数据都存储在叶子结点中,非叶子结点均为索引,只需要扫一遍叶子结点即可得到所有数据信息,但是B树因为其非叶子结点同样存储着数据,我们要找到具体的数据,需要进行一次中序遍历按序来扫,所以B+树更加适合在区间查询的情况,所以通常B+树用于数据库索引。

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