论数据库索引的重要性？
java
看图说话：数据库没加索引-龟速，数据库加了索引-火箭的速度，能够看出索引到底有多重要。数据库
那么索引是什么？微信
索引是用来快速检索出具备特定值的记录。数据结构
MySql官方对索引的定义为：索引(index)是帮助MySql高效获取数据的数据结构。学习
那么MySQL到底是使用什么样的数据结构做为索引呢？大数据
目前，咱们将探索以下三种数据结构，二叉查找树、B-Tree、B+Tree
优化
1. 二分查找（二叉查找树或者是二叉搜索树）spa
下面咱们引出一个猜数字的问题.net
二分查找的时间复杂度是log2 N，表示以2为底N的对数，32次能够检索21亿的数据。指针
二叉查找树的特色：
1. 若是它的左子树不为空，则左子树上结点的值都小于根节点。
2. 若是它的右子树不为空，则右子树上结点的值都大于根节点。
3. 子树一样也要遵循以上两点。
为何又叫作二叉排序树呢？
只要一棵树是二叉搜索树，那么它的中序遍历必定是有序的。上面的那颗二叉树的中序遍历就是（左根右）：0 3 4 5 6 8 10
二叉搜索树和平衡二叉树的关系：为何会引出平衡二叉树，就是说有了二叉树，为啥要有平衡二叉树。
看下面这棵二叉搜索树，若是我要查找10这个结点，是否是查找的结点要通过5 6 8 10这几个结点，你们仔细看看，是否是5 6 8 10 这几个结点从某种意义上讲就变成了单向链表的结构，也就是说二叉搜索树退化成了单向链表的结构，因此这时咱们引入了平衡树的概念。
什么是平衡二叉树？AVL树 ，三个变化规则，变颜色，左旋和右旋 ，它也能够叫作红黑树。
红黑树的特色：
1. 节点必须是红色或者黑色。
2. 根节点必须是黑色。
3. 叶节点(NIL)是黑色的。（NIL节点无数据，是空节点）
4. 红色节点必须有两个黑色儿子节点。
5. 从任一节点出发到其每一个叶子节点的路径，黑色节点的数量是相等的。
红黑树：HashMap
不适合磁盘存储的数据，也不适合存储大量的数据，由于IO浪费太大，读取的资源也浪费太大。HashMap为何又要用呢？HashMap是在内存而不是磁盘。红黑树不能用做MySql的索引。
2. B-Tree（B树）
B-Tree建立过程详细介绍：
M阶的B-Tree的几个重要特性：
1)结点最多含有M颗子树，最多含有m-1个关键字（数据）（m>=2）
2)除了根结点和叶子结点外，其余每一个结点至少有ceil(m/2)个子结点，ceil为上取整
3)若根结点不是叶子结点，则至少有两颗子树
例子：建立一个5阶的B-Tree。插入的数据有：
3 14 7 1 8 5 11 17 13 6 23 12 20 26 4 16 18 24 25 19
1)根据B-Tree的特性，5阶则一个磁盘空间最多有5个指针（存的查找路径），4个关键字（MySql存的数据），具体的插入过程以下：
插入3
插入14
插入7
插入1
插入8，此时发现空间不足，这是会出现一个分裂，移动中间元素到根结点即获得以下图：
插入5
插入11,17
插入13：须要注意，此时B-Tree又会进行一次分裂，此次分裂须要注意下13会移动到根结点
后面的插入就不一一举例了,本身验证下，最后获得以下图所示的树：
假如MySql存储的数据放在以下图所在的data中:
以上的Data就是真实的MySql的data，每一个结点都会存储一个data，你们发现有没有问题，其实它是有问题的，虽然解决了磁盘分页的问题，由于每个结点会拉取不少的数据，可是仍是会浪费IO，它比红黑树节省空间不少。可是MySql仍是不会用它。
3. B+Tree（B+树）MySql用的就是B+Tree
MySql终极解决方案就是：优化CPU+Mem+IO，因此就是使用B+Tree。
B+Tree的性质：
（1）每一个节点最多有M个子节点
（2）除根节点外，每一个节点至少有m/2个子节点，注意若是结果除不尽，就向上取整，好比5/2=3。
（3）根结点要么是空，要么是独根，不然至少有2个子节点
（4）有k个子节点的节点必有k个关键码
（5）叶节点的高度一致
下面咱们看一下B+Tree插入数据的过程：3阶的B+Tree插入1四、17
插入14：
插入17
总结：
二叉查找树、红黑树、B-Tree、B+Tree的区别：
二叉查找树：二叉搜索树，优势查找快，可是在某些状况下会退化成链表，它是全部高效查找树的基础，根本性的东西
红黑树：内存查找高效树，不适合大数据量，也不适合磁盘存储。具体的分析就是IO浪费，以及读取资源浪费，还有就是树的深度会很大。适合一些底层运算。
B-Tree: 能够认为是B+Tree的过渡。
B+Tree: 最适合大数据的磁盘存储，经典的MySql，全部的数据都存储在叶子节点。其余的都是索引，增长了系统的稳定性以及遍历、查找效率
B-Tree和B+Tree不一样：关键字和key值，能够参见数据结构图，B+Tree的叶子节点增长了双向链表。
M阶：这个由磁盘的页面大小决定，磁盘和页内存都是4KB。咱们的节点数也就是咱们的M值，应该尽量和它保持一致。
本文分享自微信公众号 - Java学习进阶手册（javastudyup）。
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