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【MySQL】InnoDB 索引为什么使用B+树而不用跳表?

在MySQL中,为了加速查询,使用B+树来构建索引,将查询性能从O(n)优化到O(log n)。虽然跳表同样提供O(log n)的查询效率并且实现相对简单,但B+树更适合MySQL的索引使用,原因包括:

B+树和跳表的区别

B+树和跳表的最下面一层,都包含了所有的数据,且都是顺序的,适合用于范围查询。往上的层级都是构建出来用于提升搜索性能的。这两者实在是太像了。但他们两者在新增和删除数据时,还是有些区别的。下面我们以新增数据为例聊一下。

MySQL的索引为什么使用B+树而不使用跳表?

B+树是多叉树结构,每个结点都是一个16k的数据页,能存放较多索引信息,所以扇出很高。三层左右就可以存储2kw左右的数据(知道结论就行,想知道原因可以看其他的文章)。也就是说查询一次数据,如果这些数据页都在磁盘里,那么最多需要查询三次磁盘IO。

跳表是链表结构,一条数据一个结点,如果最底层要存放2kw数据,且每次查询都要能达到二分查找的效果,2kw大概在2的24次方左右,所以,跳表大概高度在24层左右。 最坏情况下,这24层数据会分散在不同的数据页里,也即是查一次数据会经历24次磁盘IO。

因此存放同样量级的数据,B+树的高度比跳表的要少,如果放在mysql数据库上来说,就是磁盘IO次数更少,因此B+树查询更快。

而针对写操作,B+树需要拆分合并索引数据页,跳表则独立插入,并根据随机函数确定层数,没有旋转和维持平衡的开销,因此跳表的写入性能会比B+树要好。

其实,mysql的存储引擎是可以换的,以前是myisam,后来才有的innodb,它们底层索引用的都是B+树。也就是说,你完全可以造一个索引为跳表的存储引擎装到mysql里。事实上,facebook造了个rocksDB的存储引擎,里面就用了跳表。直接说结论,它的写入性能确实是比innodb要好,但读性能确实比innodb要差不少。


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