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聊聊Mysql索引和redis跳表

聊聊Mysql索引和redis跳表

摘要

面试时,交流有关mysql索引问题时,发现有些人能够涛涛不绝的说出B+树和B树,平衡二叉树的区别,却说不出B+树和hash索引的区别。这种一看就知道是死记硬背,没有理解索引的本质。本文旨在剖析这背后的原理,欢迎留言探讨

问题

如果对以下问题感到困惑或一知半解,请继续看下去,相信本文一定会对你有帮助

  • mysql 索引如何实现
  • mysql 索引结构B+树与hash有何区别。分别适用于什么场景
  • 数据库的索引还能有其他实现吗
  • redis跳表是如何实现的
  • 跳表和B+树,LSM树有和区别呢

解析

首先为什么要把mysql索引和redis跳表放在一起讨论呢,因为他们解决的都是同一种问题,用于解决数据集合的查找问题,即根据指定的key,快速查到它所在的位置(或者对应的value)

当你站在这个角度去思考问题时,还会不知道B+树索引和hash索引的区别吗

数据集合的查找问题

现在我们将问题领域边界划分清楚了,就是为了解决数据集合的查找问题。这一块需要考虑哪些问题呢

  1. 需要支持哪些查找方式,单key/多key/范围查找,
  2. 插入/删除效率
  3. 查找效率(即时间复杂度)
  4. 存储大小(空间复杂度)

我们看下几种常用的查找结构

hash 在这里插入图片描述

hash是key,value形式,通过一个散列函数,能够根据key快速找到value

B+树 在这里插入图片描述

B+树是在平衡二叉树基础上演变过来,为什么我们在算法课上没学到B+树和跳表这种结构呢。因为他们都是从工程实践中得到,在理论的基础上进行了妥协。

B+树首先是有序结构,为了不至于树的高度太高,影响查找效率,在叶子节点上存储的不是单个数据,而是一页数据,提高了查找效率,而为了更好的支持范围查询,B+树在叶子节点冗余了非叶子节点数据,为了支持翻页,叶子节点之间通过指针连接。

跳表 在这里插入图片描述

跳表是在链表的基础上进行扩展的,为的是实现redis的sorted set数据结构。 level0: 是存储原始数据的,是一个有序链表,每个节点都在链上 level0+: 通过指针串联起节点,是原始数据的一个子集,level等级越高,串联的数据越少,这样可以显著提高查找效率,

总结

数据结构 实现原理 key查询方式 查找效率 存储大小 插入、删除效率
Hash 哈希表 支持单key 接近O(1) 小,除了数据没有额外的存储 O(1)
B+树 平衡二叉树扩展而来 单key,范围,分页 O(Log(n) 除了数据,还多了左右指针,以及叶子节点指针 O(Log(n),需要调整树的结构,算法比较复杂
跳表 有序链表扩展而来 单key,分页 O(Log(n) 除了数据,还多了指针,但是每个节点的指针小于<2,所以比B+树占用空间小 O(Log(n),只用处理链表,算法比较简单

原文地址https://www.cnblogs.com/stoneFang/p/10714769.html

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