MongoDB 索引底层实现原理分析

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MongoDB 索引底层实现原理分析

MongoDB 是文档型的数据库，它使用BSON 格式保存数据，比关系型数据库存储更方便。比如之前关
系型数据库中处理用户、订单等数据要建立对应的表，还要建立它们之间的关联关系。但是BSON就不
一样了，我们可以把一条数据和这条数据对应的数据都存入一个BSON对象中,这种形式更简单，通俗易
懂。MySql是关系型数据库，数据的关联性是非常强的，区间访问是常见的一种情况，底层索引组织数
据使用B+树，B+树由于数据全部存储在叶子节点，并且通过指针串在一起，这样就很容易的进行区间
遍历甚至全部遍历。MongoDB使用B-树，所有节点都有Data域，只要找到指定索引就可以进行访问，
单次查询从结构上来看要快于MySql。
B-树是一种自平衡的搜索树，形式很简单：

B-树的特点:

(1) 多路 非二叉树
(2) 每个节点 既保存数据 又保存索引
(3) 搜索时 相当于二分查找
B+树是B-树的变种
B+ 树的结构:

B+树的特典

（1） 多路非二叉
（2） 只有叶子节点保存数据
（3） 搜索时 也相当于二分查找
（4） 增加了 相邻节点指针

实在不会插入表格(此处表示日了狗子,在其他地方写好截的图知乎)

从上面我们可以看出最核心的区别主要有俩，一个是数据的保存位置，一个是相邻节点的指向。就是这
俩造成了MongoDB和MySql的差别。
（1）B+树相邻接点的指针可以大大增加区间访问性，可使用在范围查询等，而B-树每个节点 key 和
data 在一起 适合随机读写 ，而区间查找效率很差。（2）B+树更适合外部存储，也就是磁盘存储，使用B-结构的话，每次磁盘预读中的很多数据是用不上
的数据。因此，它没能利用好磁盘预读的提供的数据。由于节点内无 data 域，每个节点能索引的范围
更大更精确。
（3）注意这个区别相当重要，是基于（1）（2）的，B-树每个节点即保存数据又保存索引 树的深度
小，所以磁盘IO的次数很少，B+树只有叶子节点保存，较B树而言深度大磁盘IO多，但是区间访问比较
好。

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