午夜视频在线网站,日韩视频精品在线,中文字幕精品一区二区三区在线,在线播放精品,1024你懂我懂的旧版人,欧美日韩一级黄色片,一区二区三区在线观看视频

分享

B樹 以及數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

 web127 2016-08-26

1 .B-樹定義

B-樹是一種平衡的多路查找樹,它在文件系統(tǒng)中很有用。

定義:一棵m 階的B-樹,或者為空樹,或為滿足下列特性的m 叉樹:
⑴樹中每個結(jié)點至多有m 棵子樹;
⑵若根結(jié)點不是葉子結(jié)點,則至少有兩棵子樹;

⑶除根結(jié)點之外的所有非終端結(jié)點至少有[m/2] 棵子樹;
⑷所有的非終端結(jié)點中包含以下信息數(shù)據(jù):

      (n,A0,K1,A1,K2,…,Kn,An)
其中:Ki(i=1,2,…,n)為關(guān)鍵碼,且Ki<Ki+1,

           Ai 為指向子樹根結(jié)點的指針(i=0,1,…,n),且指針Ai-1 所指子樹中所有結(jié)點的關(guān)鍵碼均小于Ki (i=1,2,…,n),An 所指子樹中所有結(jié)點的關(guān)鍵碼均大于Kn.

           n   為關(guān)鍵碼的個數(shù)。
⑸所有的葉子結(jié)點都出現(xiàn)在同一層次上,并且不帶信息(可以看作是外部結(jié)點或查找失敗的結(jié)點,實際上這些結(jié)點不存在,指向這些結(jié)點的指針為空)。

   即所有葉節(jié)點具有相同的深度,等于樹高度。

 如一棵四階B-樹,其深度為4.

          


B-樹的查找類似二叉排序樹的查找,所不同的是B-樹每個結(jié)點上是多關(guān)鍵碼的有序表,在到達某個結(jié)點時,先在有序表中查找,若找到,則查找成功;否則,到按照對應(yīng)的指針信息指向的子樹中去查找,當?shù)竭_葉子結(jié)點時,則說明樹中沒有對應(yīng)的關(guān)鍵碼。

在上圖的B-樹上查找關(guān)鍵字47的過程如下:

1)首先從更開始,根據(jù)根節(jié)點指針找到 *節(jié)點,因為 *a 節(jié)點中只有一個關(guān)鍵字,且給定值47 > 關(guān)鍵字35,則若存在必在指針A1所指的子樹內(nèi)。

2)順指針找到 *c節(jié)點,該節(jié)點有兩個關(guān)鍵字(43和 78),而43 < 47 < 78,若存在比在指針A1所指的子樹中。

3)同樣,順指針找到 *g節(jié)點,在該節(jié)點找到關(guān)鍵字47,查找成功。

2. 查找算法

 

  1. typedef int KeyType  
  2. #define                   
  3. typedef struct Node{  
  4.     int keynum;               
  5.     struct Node *parent;       
  6.     KeyType key[m+1];          
  7.     struct Node *ptr[m+1];     
  8.     Record *recptr[m+1];      
  9. }NodeType;                    
  10.   
  11. typedef struct 
  12.     NodeType *pt;             
  13.     int i;                    
  14.     int tag;                  
  15. }Result;                      
  16.   
  17. Result SearchBTree(NodeType *t,KeyType kx)  
  18.   
  19.       
  20.       
  21.       
  22.     p=t;q=NULL;found=FALSE;i=0;   
  23.     while(p&&!found)  
  24.       n=p->keynum;i=Search(p,kx);            
  25.         if(i>0&&p->key[i]= =kx) found=TRUE;   
  26.         else {q=p;p=p->ptr[i];}  
  27.      
  28.     if(found) return (p,i,1);                 
  29.     else return (q,i,0);                      
  30.  

 

B- 樹查找算法分析

從查找算法中可以看出, 在B- 樹中進行查找包含兩種基本操作:

        ( 1) 在B- 樹中查找結(jié)點;

        ( 2) 在結(jié)點中查找關(guān)鍵字。

       由于B- 樹通常存儲在磁盤上, 則前一查找操作是在磁盤上進行的, 而后一查找操作是在內(nèi)存中進行的, 即在磁盤上找到指針p 所指結(jié)點后, 先將結(jié)點中的信息讀入內(nèi)存, 然后再利用順序查找或折半查找查詢等于K 的關(guān)鍵字。顯然, 在磁盤上進行一次查找比在內(nèi)存中進行一次查找的時間消耗多得多.

      因此, 在磁盤上進行查找的次數(shù)、即待查找關(guān)鍵字所在結(jié)點在B- 樹上的層次樹, 是決定B樹查找效率的首要因素

        那么,對含有n 個關(guān)鍵碼的m 階B-樹,最壞情況下達到多深呢?可按二叉平衡樹進行類似分析。首先,討論m 階B-數(shù)各層上的最少結(jié)點數(shù)。

       由B樹定義:B樹包含n個關(guān)鍵字。因此有n+1個樹葉都在第J+1 層。

    1)第一層為根,至少一個結(jié)點,根至少有兩個孩子,因此在第二層至少有兩個結(jié)點。

    2)除根和樹葉外,其它結(jié)點至少有[m/2]個孩子,因此第三層至少有2*[m/2]個結(jié)點,在第四層至少有2*[m/2]2 個結(jié)點…

    3)那么在第J+1層至少有2*[m/2]J-1個結(jié)點,而J+1層的結(jié)點為葉子結(jié)點,于是葉子結(jié)點的個數(shù)n+1。有:

          

        也就是說在n個關(guān)鍵字的B樹查找,從根節(jié)點到關(guān)鍵字所在的節(jié)點所涉及的節(jié)點數(shù)不超過:

      

3.B-樹的插入

  B-樹的生成也是從空樹起,逐個插入關(guān)鍵字而得。但由于B-樹結(jié)點中的關(guān)鍵字個數(shù)必須≥ceil(m/2)-1,因此,每次插入一個關(guān)鍵字不是在樹中添加一個葉子結(jié)點,而是首先在最低層的某個非終端結(jié)點中添加一個關(guān)鍵字,若該結(jié)點的關(guān)鍵字個數(shù)不超過m-1,則插入完成,否則要產(chǎn)生結(jié)點的“分裂”,

如圖(a) 為3階的B-樹(圖中略去F結(jié)點(即葉子結(jié)點)),假設(shè)需依次插入關(guān)鍵字30,26,85。



1) 首先通過查找確定插入的位置。由根*a 起進行查找,確定30應(yīng)插入的在*d 節(jié)點中。由于*d 中關(guān)鍵字數(shù)目不超過2(即m-1),故第一個關(guān)鍵字插入完成:如(b)


2) 同樣,通過查找確定關(guān)鍵字26亦應(yīng)插入 *d. 由于*d節(jié)點關(guān)鍵字數(shù)目超過2,此時需要將 *d分裂成兩個節(jié)點,關(guān)鍵字26及其前、后兩個指針仍保留在 *d 節(jié)點中,而關(guān)鍵字37 及其前、后兩個指針存儲到新的產(chǎn)生的節(jié)點 *d` 中。同時將關(guān)鍵字30 和指示節(jié)點 *d `的指針插入到其雙親的節(jié)點中。由于 *b節(jié)點中的關(guān)鍵字數(shù)目沒有超過2,則插入完成.如(c)(d)




3) (e) -(g) 為插入85后;


插入算法:

 

  1. int InserBTree(NodeType **t,KeyType kx,NodeType *q,int i){   
  2.        
  3.       
  4.     x=kx;ap=NULL;finished=FALSE;  
  5.     while(q&&!finished)  
  6.       
  7.         Insert(q,i,x,ap);                 
  8.         if(q->keynum<m) finished=TRUE;      
  9.         else  
  10.                                         
  11.             s=m/2;split(q,ap);x=q->key[s];  
  12.               
  13.             q=q->parent;  
  14.             if(q) i=Search(q,kx);   
  15.          
  16.      
  17.     if(!finished)             
  18.     NewRoot(t,q,x,ap);   
  19.  

 


4. B-樹的刪除

      反之,若在B-樹上刪除一個關(guān)鍵字,則首先應(yīng)找到該關(guān)鍵字所在結(jié)點,并從中刪除之,若該結(jié)點為最下層的非終端結(jié)點,且其中的關(guān)鍵字數(shù)目不少于ceil(m/2),則刪除完成,否則要進行“合并”結(jié)點的操作。假若所刪關(guān)鍵字為非終端結(jié)點中的Ki,則可以指針Ai所指子樹中的最小關(guān)鍵字Y替代Ki,然后在相應(yīng)的結(jié)點中刪去Y。例如,在下圖  圖4.1( a)的B-樹上刪去45,可以*f結(jié)點中的50替代45,然后在*f結(jié)點中刪去50。


                                圖4.1( a)

因此,下面我們可以只需討論刪除最下層非終端結(jié)點中的關(guān)鍵字的情形。有下列三種可能:

    (1)被刪關(guān)鍵字所在結(jié)點中的關(guān)鍵字數(shù)目不小于ceil(m/2),則只需從該結(jié)點中刪去該關(guān)鍵字Ki和相應(yīng)指針Ai,樹的其它部分不變,例如,從圖  圖4.1( a)所示B-樹中刪去關(guān)鍵字12,刪除后的B-樹如圖  圖4.2( a)所示:


                           圖4.2( a)

   (2)被刪關(guān)鍵字所在結(jié)點中的關(guān)鍵字數(shù)目等于ceil(m/2)-1,而與該結(jié)點相鄰的右兄弟(或左兄弟)結(jié)點中的關(guān)鍵字數(shù)目大于ceil(m/2)-1,則需將其兄弟結(jié)點中的最小(或最大)的關(guān)鍵字上移至雙親結(jié)點中,而將雙親結(jié)點中小于(或大于)且緊靠該上移關(guān)鍵字的關(guān)鍵字下移至被刪關(guān)鍵字所在結(jié)點中。

[例如],從圖圖4.2( a)中刪去50,需將其右兄弟結(jié)點中的61上移至*e結(jié)點中,而將*e結(jié)點中的53移至*f,從而使*f和*g中關(guān)鍵字數(shù)目均不小于ceil(m-1)-1,而雙親結(jié)點中的關(guān)鍵字數(shù)目不變,如圖圖4.2(b)所示。


                               圖4.2(b)

       (3)被刪關(guān)鍵字所在結(jié)點和其相鄰的兄弟結(jié)點中的關(guān)鍵字數(shù)目均等于ceil(m/2)-1。假設(shè)該結(jié)點有右兄弟,且其右兄弟結(jié)點地址由雙親結(jié)點中的指針Ai所指,則在刪去關(guān)鍵字之后,它所在結(jié)點中剩余的關(guān)鍵字和指針,加上雙親結(jié)點中的關(guān)鍵字Ki一起,合并到 Ai所指兄弟結(jié)點中(若沒有右兄弟,則合并至左兄弟結(jié)點中)。

[例如],從圖4.2(b)所示 B-樹中刪去53,則應(yīng)刪去*f結(jié)點,并將*f中的剩余信息(指針“空”)和雙親*e結(jié)點中的 61一起合并到右兄弟結(jié)點*g中。刪除后的樹如圖4.2(c)所示。

 

                                圖4.2(c)

 如果因此使雙親結(jié)點中的關(guān)鍵字數(shù)目小于ceil(m/2)-1,則依次類推。

[例如],在 圖4.2(c)的B-樹中刪去關(guān)鍵字37之后,雙親b結(jié)點中剩余信息(“指針c”)應(yīng)和其雙親*a結(jié)點中關(guān)鍵字45一起合并至右兄弟結(jié)點*e中,刪除后的B-樹如圖 4.2(d)所示。  
 

                         圖 4.2(d)


B-樹主要應(yīng)用在文件系統(tǒng)

為了將大型數(shù)據(jù)庫文件存儲在硬盤上 以減少訪問硬盤次數(shù)為目的 在此提出了一種平衡多路查找樹——B-樹結(jié)構(gòu) 由其性能分析可知它的檢索效率是相當高的 為了提高 B-樹性能’還有很多種B-樹的變型,力圖對B-樹進行改進


B+樹

      B+樹是應(yīng)文件系統(tǒng)所需而產(chǎn)生的一種B-樹的變形樹。一棵m 階的B+樹和m 階的B-
樹的差異在于:
⑴有n 棵子樹的結(jié)點中含有n 個關(guān)鍵碼;
⑵所有的葉子結(jié)點中包含了全部關(guān)鍵碼的信息,及指向含有這些關(guān)鍵碼記錄的指針,且
葉子結(jié)點本身依關(guān)鍵碼的大小自小而大的順序鏈接。
⑶所有的非終端結(jié)點可以看成是索引部分,結(jié)點中僅含有其子樹根結(jié)點中最大(或最?。╆P(guān)鍵碼。

 

 

 如圖一棵3階的B+樹:


通常在B+樹上有兩個頭指針,一個指向根節(jié)點,另一個指向關(guān)鍵字最小的葉子節(jié)點。因此可以對B+樹進行兩種查找運算:一種是從最小關(guān)鍵字起順序查找,另一種是從根節(jié)點開始,進行隨機查找。 
在B+樹上進行隨機查找、插入和刪除的過程基本上與B-樹類似。只是在查找時,若非終端結(jié)點上的關(guān)鍵碼等于給定值,并不終止,而是繼續(xù)向下直到葉子結(jié)點。因此,在B+
樹,不管查找成功與否,每次查找都是走了一條從根到葉子結(jié)點的路徑。

 

 

B+樹在數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用

 

1. 索引在數(shù)據(jù)庫中的作用 

        在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的使用過程當中,數(shù)據(jù)的查詢是使用最頻繁的一種數(shù)據(jù)操作。

        最基本的查詢算法當然是順序查找(linear search),遍歷表然后逐行匹配行值是否等于待查找的關(guān)鍵字,其時間復雜度為O(n)。但時間復雜度為O(n)的算法規(guī)模小的表,負載輕的數(shù)據(jù)庫,也能有好的性能。  但是數(shù)據(jù)增大的時候,時間復雜度為O(n)的算法顯然是糟糕的,性能就很快下降了。

       好在計算機科學的發(fā)展提供了很多更優(yōu)秀的查找算法,例如二分查找(binary search)、二叉樹查找(binary tree search)等。如果稍微分析一下會發(fā)現(xiàn),每種查找算法都只能應(yīng)用于特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之上,例如二分查找要求被檢索數(shù)據(jù)有序,而二叉樹查找只能應(yīng)用于二叉查找樹上,但是數(shù)據(jù)本身的組織結(jié)構(gòu)不可能完全滿足各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如,理論上不可能同時將兩列都按順序進行組織),所以,在數(shù)據(jù)之外,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還維護著滿足特定查找算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以某種方式引用(指向)數(shù)據(jù),這樣就可以在這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)高級查找算法。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),就是索引。

       索引是對數(shù)據(jù)庫表 中一個或多個列的值進行排序的結(jié)構(gòu)。與在表 中搜索所有的行相比,索引用指針 指向存儲在表中指定列的數(shù)據(jù)值,然后根據(jù)指定的次序排列這些指針,有助于更快地獲取信息。通常情 況下 ,只有當經(jīng)常查詢索引列中的數(shù)據(jù)時 ,才需要在表上創(chuàng)建索引。索引將占用磁盤空間,并且影響數(shù) 據(jù)更新的速度。但是在多數(shù)情況下 ,索引所帶來的數(shù)據(jù)檢索速度優(yōu)勢大大超過它的不足之處。

2. B+樹在數(shù)據(jù)庫索引中的應(yīng)用


目前大部分數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及文件系統(tǒng)都采用B-Tree或其變種B+Tree作為索引結(jié)構(gòu)

 

1)在數(shù)據(jù)庫索引的應(yīng)用

在數(shù)據(jù)庫索引的應(yīng)用中,B+樹按照下列方式進行組織   :

①  葉結(jié)點的組織方式 。B+樹的查找鍵 是數(shù)據(jù)文件的主鍵 ,且索引是稠密的。也就是說 ,葉結(jié)點 中為數(shù)據(jù)文件的第一個記錄設(shè)有一個鍵、指針對 ,該數(shù)據(jù)文件可以按主鍵排序,也可以不按主鍵排序 ;數(shù)據(jù)文件按主鍵排序,且 B +樹是稀疏索引 ,  在葉結(jié)點中為數(shù)據(jù)文件的每一個塊設(shè)有一個鍵、指針對 ;數(shù)據(jù)文件不按鍵屬性排序 ,且該屬性是 B +樹 的查找鍵 , 葉結(jié)點中為數(shù)據(jù)文件里出現(xiàn)的每個屬性K設(shè)有一個鍵 、 指針對 , 其中指針執(zhí)行排序鍵值為 K的 記錄中的第一個。

② 非葉結(jié)點 的組織方式。B+樹 中的非葉結(jié)點形成 了葉結(jié)點上的一個多級稀疏索引。  每個非葉結(jié)點中至少有ceil( m/2 ) 個指針 , 至多有 m 個指針 。  

2)B+樹索引的插入和刪除

①在向數(shù)據(jù)庫中插入新的數(shù)據(jù)時,同時也需要向數(shù)據(jù)庫索引中插入相應(yīng)的索引鍵值 ,則需要向 B+樹 中插入新的鍵值。即上面我們提到的B-樹插入算法。

②當從數(shù)據(jù)庫中刪除數(shù)據(jù)時,同時也需要從數(shù)據(jù)庫索引中刪除相應(yīng)的索引鍵值 ,則需要從 B+樹 中刪 除該鍵值 。即B-樹刪除算法

為什么使用B-Tree(B+Tree)

     二叉查找樹進化品種的紅黑樹等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也可以用來實現(xiàn)索引,但是文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)普遍采用B-/+Tree作為索引結(jié)構(gòu)。

 一般來說,索引本身也很大,不可能全部存儲在內(nèi)存中,因此索引往往以索引文件的形式存儲的磁盤上。這樣的話,索引查找過程中就要產(chǎn)生磁盤I/O消耗,相對于內(nèi)存存取,I/O存取的消耗要高幾個數(shù)量級,所以評價一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為索引的優(yōu)劣最重要的指標就是在查找過程中磁盤I/O操作次數(shù)的漸進復雜度。換句話說,索引的結(jié)構(gòu)組織要盡量減少查找過程中磁盤I/O的存取次數(shù)。為什么使用B-/+Tree,還跟磁盤存取原理有關(guān)。

       局部性原理與磁盤預讀

  由于存儲介質(zhì)的特性,磁盤本身存取就比主存慢很多,再加上機械運動耗費,磁盤的存取速度往往是主存的幾百分分之一,因此為了提高效率,要盡量減少磁盤I/O。為了達到這個目的,磁盤往往不是嚴格按需讀取,而是每次都會預讀,即使只需要一個字節(jié),磁盤也會從這個位置開始,順序向后讀取一定長度的數(shù)據(jù)放入內(nèi)存。這樣做的理論依據(jù)是計算機科學中著名的局部性原理:

  當一個數(shù)據(jù)被用到時,其附近的數(shù)據(jù)也通常會馬上被使用。

  程序運行期間所需要的數(shù)據(jù)通常比較集中。

  由于磁盤順序讀取的效率很高(不需要尋道時間,只需很少的旋轉(zhuǎn)時間),因此對于具有局部性的程序來說,預讀可以提高I/O效率。

  預讀的長度一般為頁(page)的整倍數(shù)。頁是計算機管理存儲器的邏輯塊,硬件及操作系統(tǒng)往往將主存和磁盤存儲區(qū)分割為連續(xù)的大小相等的塊,每個存儲塊稱為一頁(在許多操作系統(tǒng)中,頁得大小通常為4k),主存和磁盤以頁為單位交換數(shù)據(jù)。當程序要讀取的數(shù)據(jù)不在主存中時,會觸發(fā)一個缺頁異常,此時系統(tǒng)會向磁盤發(fā)出讀盤信號,磁盤會找到數(shù)據(jù)的起始位置并向后連續(xù)讀取一頁或幾頁載入內(nèi)存中,然后異常返回,程序繼續(xù)運行。

 

      我們上面分析B-/+Tree檢索一次最多需要訪問節(jié)點:

     h =

    

      數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)巧妙利用了磁盤預讀原理,將一個節(jié)點的大小設(shè)為等于一個頁,這樣每個節(jié)點只需要一次I/O就可以完全載入。為了達到這個目的,在實際實現(xiàn)B- Tree還需要使用如下技巧:

      每次新建節(jié)點時,直接申請一個頁的空間,這樣就保證一個節(jié)點物理上也存儲在一個頁里,加之計算機存儲分配都是按頁對齊的,就實現(xiàn)了一個node只需一次I/O。

  B-Tree中一次檢索最多需要h-1次I/O(根節(jié)點常駐內(nèi)存),漸進復雜度為O(h)=O(logmN)。一般實際應(yīng)用中,m是非常大的數(shù)字,通常超過100,因此h非常?。ㄍǔ2怀^3)。

  綜上所述,用B-Tree作為索引結(jié)構(gòu)效率是非常高的。

  而紅黑樹這種結(jié)構(gòu),h明顯要深的多。由于邏輯上很近的節(jié)點(父子)物理上可能很遠,無法利用局部性,所以紅黑樹的I/O漸進復雜度也為O(h),效率明顯比B-Tree差很多。

 

MySQL的B-Tree索引(技術(shù)上說B+Tree)

       在 MySQL 中,主要有四種類型的索引,分別為: B-Tree 索引, Hash 索引, Fulltext 索引和 R-Tree 索引。我們主要分析B-Tree 索引。

        B-Tree 索引是 MySQL 數(shù)據(jù)庫中使用最為頻繁的索引類型,除了 Archive 存儲引擎之外的其他所有的存儲引擎都支持 B-Tree 索引。Archive 引擎直到 MySQL 5.1 才支持索引,而且只支持索引單個 AUTO_INCREMENT 列。

       不僅僅在 MySQL 中是如此,實際上在其他的很多數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中B-Tree 索引也同樣是作為最主要的索引類型,這主要是因為 B-Tree 索引的存儲結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)檢索中有非常優(yōu)異的表現(xiàn)。

     一般來說, MySQL 中的 B-Tree 索引的物理文件大多都是以 Balance Tree 的結(jié)構(gòu)來存儲的,也就是所有實際需要的數(shù)據(jù)都存放于 Tree 的 Leaf Node(葉子節(jié)點) ,而且到任何一個 Leaf Node 的最短路徑的長度都是完全相同的,所以我們大家都稱之為 B-Tree 索引。當然,可能各種數(shù)據(jù)庫(或 MySQL 的各種存儲引擎)在存放自己的 B-Tree 索引的時候會對存儲結(jié)構(gòu)稍作改造。如 Innodb 存儲引擎的 B-Tree 索引實際使用的存儲結(jié)構(gòu)實際上是 B+Tree,也就是在 B-Tree 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做了很小的改造,在每一個Leaf Node 上面出了存放索引鍵的相關(guān)信息之外,還存儲了指向與該 Leaf Node 相鄰的后一個 LeafNode 的指針信息(增加了順序訪問指針),這主要是為了加快檢索多個相鄰 Leaf Node 的效率考慮。

 

下面主要討論MyISAM和InnoDB兩個存儲引擎的索引實現(xiàn)方式:

1. MyISAM索引實現(xiàn):

1)主鍵索引:

MyISAM引擎使用B+Tree作為索引結(jié)構(gòu),葉節(jié)點的data域存放的是數(shù)據(jù)記錄的地址。下圖是MyISAM主鍵索引的原理圖:


                                                                           (圖myisam1)

這里設(shè)表一共有三列,假設(shè)我們以Col1為主鍵,圖myisam1是一個MyISAM表的主索引(Primary key)示意??梢钥闯鯩yISAM的索引文件僅僅保存數(shù)據(jù)記錄的地址。

2)輔助索引(Secondary key)

在MyISAM中,主索引和輔助索引(Secondary key)在結(jié)構(gòu)上沒有任何區(qū)別,只是主索引要求key是唯一的,而輔助索引的key可以重復。如果我們在Col2上建立一個輔助索引,則此索引的結(jié)構(gòu)如下圖所示:
  

 

同樣也是一顆B+Tree,data域保存數(shù)據(jù)記錄的地址。因此,MyISAM中索引檢索的算法為首先按照B+Tree搜索算法搜索索引,如果指定的Key存在,則取出其data域的值,然后以data域的值為地址,讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)記錄。

MyISAM的索引方式也叫做“非聚集”的,之所以這么稱呼是為了與InnoDB的聚集索引區(qū)分。

 

2. InnoDB索引實現(xiàn)

然InnoDB也使用B+Tree作為索引結(jié)構(gòu),但具體實現(xiàn)方式卻與MyISAM截然不同.

1)主鍵索引:

         MyISAM索引文件和數(shù)據(jù)文件是分離的,索引文件僅保存數(shù)據(jù)記錄的地址。而在InnoDB中,表數(shù)據(jù)文件本身就是按B+Tree組織的一個索引結(jié)構(gòu),這棵樹的葉節(jié)點data域保存了完整的數(shù)據(jù)記錄。這個索引的key是數(shù)據(jù)表的主鍵,因此InnoDB表數(shù)據(jù)文件本身就是主索引。

               (圖inndb主鍵索引)

 

 

(圖inndb主鍵索引)是InnoDB主索引(同時也是數(shù)據(jù)文件)的示意圖,可以看到葉節(jié)點包含了完整的數(shù)據(jù)記錄。這種索引叫做聚集索引。因為InnoDB的數(shù)據(jù)文件本身要按主鍵聚集,所以InnoDB要求表必須有主鍵(MyISAM可以沒有),如果沒有顯式指定,則MySQL系統(tǒng)會自動選擇一個可以唯一標識數(shù)據(jù)記錄的列作為主鍵,如果不存在這種列,則MySQL自動為InnoDB表生成一個隱含字段作為主鍵,這個字段長度為6個字節(jié),類型為長整形。

 

2). InnoDB的輔助索引

       InnoDB的所有輔助索引都引用主鍵作為data域。例如,下圖為定義在Col3上的一個輔助索引:

 

    

       

        InnoDB 表是基于聚簇索引建立的。因此InnoDB 的索引能提供一種非??焖俚闹麈I查找性能。不過,它的輔助索引(Secondary Index, 也就是非主鍵索引)也會包含主鍵列,所以,如果主鍵定義的比較大,其他索引也將很大。如果想在表上定義 、很多索引,則爭取盡量把主鍵定義得小一些。InnoDB 不會壓縮索引。

      文字符的ASCII碼作為比較準則。聚集索引這種實現(xiàn)方式使得按主鍵的搜索十分高效,但是輔助索引搜索需要檢索兩遍索引:首先檢索輔助索引獲得主鍵,然后用主鍵到主索引中檢索獲得記錄。

      不同存儲引擎的索引實現(xiàn)方式對于正確使用和優(yōu)化索引都非常有幫助,例如知道了InnoDB的索引實現(xiàn)后,就很容易明白為什么不建議使用過長的字段作為主鍵,因為所有輔助索引都引用主索引,過長的主索引會令輔助索引變得過大。再例如,用非單調(diào)的字段作為主鍵在InnoDB中不是個好主意,因為InnoDB數(shù)據(jù)文件本身是一顆B+Tree,非單調(diào)的主鍵會造成在插入新記錄時數(shù)據(jù)文件為了維持B+Tree的特性而頻繁的分裂調(diào)整,十分低效,而使用自增字段作為主鍵則是一個很好的選擇。

 

 InnoDB索引MyISAM索引的區(qū)別:

一是主索引的區(qū)別,InnoDB的數(shù)據(jù)文件本身就是索引文件。而MyISAM的索引和數(shù)據(jù)是分開的。

二是輔助索引的區(qū)別:InnoDB的輔助索引data域存儲相應(yīng)記錄主鍵的值而不是地址。而MyISAM的輔助索引和主索引沒有多大區(qū)別。

    本站是提供個人知識管理的網(wǎng)絡(luò)存儲空間,所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布,不代表本站觀點。請注意甄別內(nèi)容中的聯(lián)系方式、誘導購買等信息,謹防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容,請點擊一鍵舉報。
    轉(zhuǎn)藏 分享 獻花(0

    0條評論

    發(fā)表

    請遵守用戶 評論公約

    類似文章 更多