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mysql B 树中为什么同层的非叶子节点所在的页也使用双向链表连接?

2023-05-09

B树是一种常见的数据结构，用于高效地存储和查找数据。MySQL中使用的B树称为B+树，它在内存中使用了双向链表来链接同层的非叶子节点所在的页。这个设计是出于以下几个原因。

首先，当我们需要查询或插入一个值时，我们需要从B+树的根节点开始遍历，并沿着树的分支逐步向下。在这个过程中，我们需要尽可能少地访问磁盘，以提高操作的效率。如果同层的非叶子节点所在的页已经被缓存在内存中，那么我们可以通过双向链表快速地找到最接近目标值的非叶子节点。这样可以避免不必要的磁盘访问，并大幅提升查询效率。

其次，B+树中每个非叶子节点都包含若干个关键字，它们被用来划分数据范围。而同层的非叶子节点所在的页中的关键字也是按顺序排列的。通过使用双向链表，我们可以方便地遍历同层的所有非叶子节点，并在其中查找关键字。这对于某些查询操作（如区间查询）是非常有用的。

此外，双向链表还能够提供一些额外的便利。例如，当我们需要删除或插入一个非叶子节点时，可以通过链表快速安排新的节点位置，而无需重新排序整个页中的关键字。这样可以大大降低操作的时间复杂度，并减少锁的使用，从而提高并发性能。

最后，B+树中同层的非叶子节点所在的页通常都比叶子节点所在的页小得多。因此，将它们链接在一起也可以节省内存空间。这对于大型数据库来说尤为重要，因为内存使用效率是影响性能的重要因素之一。

总之，MySQL中将同层的非叶子节点所在的页使用双向链表连接是出于多种考虑。这种设计可以提高查询和插入操作的效率，方便遍历和查找数据，同时还能够减少内存占用和提高并发性能。

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