論數據庫索引的重要性？
java
看圖說話：數據庫沒加索引-龜速，數據庫加了索引-火箭的速度，能夠看出索引到底有多重要。數據庫
那麼索引是什麼？微信
索引是用來快速檢索出具備特定值的記錄。數據結構
MySql官方對索引的定義爲：索引(index)是幫助MySql高效獲取數據的數據結構。學習
那麼MySQL到底是使用什麼樣的數據結構做爲索引呢？大數據
目前，咱們將探索以下三種數據結構，二叉查找樹、B-Tree、B+Tree
優化
1. 二分查找（二叉查找樹或者是二叉搜索樹）spa
下面咱們引出一個猜數字的問題.net
二分查找的時間複雜度是log2 N，表示以2爲底N的對數，32次能夠檢索21億的數據。指針
二叉查找樹的特色：
1. 若是它的左子樹不爲空，則左子樹上結點的值都小於根節點。
2. 若是它的右子樹不爲空，則右子樹上結點的值都大於根節點。
3. 子樹一樣也要遵循以上兩點。
爲何又叫作二叉排序樹呢？
只要一棵樹是二叉搜索樹，那麼它的中序遍歷必定是有序的。上面的那顆二叉樹的中序遍歷就是（左根右）：0 3 4 5 6 8 10
二叉搜索樹和平衡二叉樹的關係：爲何會引出平衡二叉樹，就是說有了二叉樹，爲啥要有平衡二叉樹。
看下面這棵二叉搜索樹，若是我要查找10這個結點，是否是查找的結點要通過5 6 8 10這幾個結點，你們仔細看看，是否是5 6 8 10 這幾個結點從某種意義上講就變成了單向鏈表的結構，也就是說二叉搜索樹退化成了單向鏈表的結構，因此這時咱們引入了平衡樹的概念。
什麼是平衡二叉樹？AVL樹 ，三個變化規則，變顏色，左旋和右旋 ，它也能夠叫作紅黑樹。
紅黑樹的特色：
1. 節點必須是紅色或者黑色。
2. 根節點必須是黑色。
3. 葉節點(NIL)是黑色的。（NIL節點無數據，是空節點）
4. 紅色節點必須有兩個黑色兒子節點。
5. 從任一節點出發到其每一個葉子節點的路徑，黑色節點的數量是相等的。
紅黑樹：HashMap
不適合磁盤存儲的數據，也不適合存儲大量的數據，由於IO浪費太大，讀取的資源也浪費太大。HashMap爲何又要用呢？HashMap是在內存而不是磁盤。紅黑樹不能用做MySql的索引。
2. B-Tree（B樹）
B-Tree建立過程詳細介紹：
M階的B-Tree的幾個重要特性：
1)結點最多含有M顆子樹，最多含有m-1個關鍵字（數據）（m>=2）
2)除了根結點和葉子結點外，其餘每一個結點至少有ceil(m/2)個子結點，ceil爲上取整
3)若根結點不是葉子結點，則至少有兩顆子樹
例子：建立一個5階的B-Tree。插入的數據有：
3 14 7 1 8 5 11 17 13 6 23 12 20 26 4 16 18 24 25 19
1)根據B-Tree的特性，5階則一個磁盤空間最多有5個指針（存的查找路徑），4個關鍵字（MySql存的數據），具體的插入過程以下：
插入3
插入14
插入7
插入1
插入8，此時發現空間不足，這是會出現一個分裂，移動中間元素到根結點即獲得以下圖：
插入5
插入11,17
插入13：須要注意，此時B-Tree又會進行一次分裂，此次分裂須要注意下13會移動到根結點
後面的插入就不一一舉例了,本身驗證下，最後獲得以下圖所示的樹：
假如MySql存儲的數據放在以下圖所在的data中:
以上的Data就是真實的MySql的data，每一個結點都會存儲一個data，你們發現有沒有問題，其實它是有問題的，雖然解決了磁盤分頁的問題，由於每個結點會拉取不少的數據，可是仍是會浪費IO，它比紅黑樹節省空間不少。可是MySql仍是不會用它。
3. B+Tree（B+樹）MySql用的就是B+Tree
MySql終極解決方案就是：優化CPU+Mem+IO，因此就是使用B+Tree。
B+Tree的性質：
（1）每一個節點最多有M個子節點
（2）除根節點外，每一個節點至少有m/2個子節點，注意若是結果除不盡，就向上取整，好比5/2=3。
（3）根結點要麼是空，要麼是獨根，不然至少有2個子節點
（4）有k個子節點的節點必有k個關鍵碼
（5）葉節點的高度一致
下面咱們看一下B+Tree插入數據的過程：3階的B+Tree插入1四、17
插入14：
插入17
總結：
二叉查找樹、紅黑樹、B-Tree、B+Tree的區別：
二叉查找樹：二叉搜索樹，優勢查找快，可是在某些狀況下會退化成鏈表，它是全部高效查找樹的基礎，根本性的東西
紅黑樹：內存查找高效樹，不適合大數據量，也不適合磁盤存儲。具體的分析就是IO浪費，以及讀取資源浪費，還有就是樹的深度會很大。適合一些底層運算。
B-Tree: 能夠認爲是B+Tree的過渡。
B+Tree: 最適合大數據的磁盤存儲，經典的MySql，全部的數據都存儲在葉子節點。其餘的都是索引，增長了系統的穩定性以及遍歷、查找效率
B-Tree和B+Tree不一樣：關鍵字和key值，能夠參見數據結構圖，B+Tree的葉子節點增長了雙向鏈表。
M階：這個由磁盤的頁面大小決定，磁盤和頁內存都是4KB。咱們的節點數也就是咱們的M值，應該儘量和它保持一致。
本文分享自微信公衆號 - Java學習進階手冊（javastudyup）。
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