這篇文章給大家介紹Mongodb中使用B樹索引的原因是什么，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

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B樹和B+樹

開頭，我們先回憶一下，B樹和B+樹的結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)。

樹內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲數(shù)據(jù);

葉子節(jié)點(diǎn)之間無指針相鄰。

注意一下B樹的兩個(gè)明顯特點(diǎn)：

數(shù)據(jù)只出現(xiàn)在葉子節(jié)點(diǎn);

所有葉子節(jié)點(diǎn)增加了一個(gè)鏈指針。

針對上面的B+樹和B樹的特點(diǎn)，我們做一個(gè)總結(jié)：

(1)B樹的樹內(nèi)存儲數(shù)據(jù)，因此查詢單條數(shù)據(jù)的時(shí)候，B樹的查詢效率不固定，好的情況是O(1)。我們可以認(rèn)為在做單一數(shù)據(jù)查詢的時(shí)候，使用B樹平均性能更好。但是，由于B樹中各節(jié)點(diǎn)之間沒有指針相鄰，因此B樹不適合做一些數(shù)據(jù)遍歷操作。

(2) B+樹的數(shù)據(jù)只出現(xiàn)在葉子節(jié)點(diǎn)上，因此在查詢單條數(shù)據(jù)的時(shí)候，查詢速度非常穩(wěn)定。因此，在做單一數(shù)據(jù)的查詢上，其平均性能并不如B樹。但是，B+樹的葉子節(jié)點(diǎn)上有指針進(jìn)行相連，因此在做數(shù)據(jù)遍歷的時(shí)候，只需要對葉子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遍歷即可，這個(gè)特性使得B+樹非常適合做范圍查詢。

因此，我們可以做一個(gè)推論:沒準(zhǔn)是Mysql中數(shù)據(jù)遍歷操作比較多，所以用B+樹作為索引結(jié)構(gòu)。而Mongodb是做單一查詢比較多，數(shù)據(jù)遍歷操作比較少，所以用B樹作為索引結(jié)構(gòu)。

那么為什么Mysql做數(shù)據(jù)遍歷操作多?而Mongodb做數(shù)據(jù)遍歷操作少呢?

因?yàn)镸ysql是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，而Mongodb是非關(guān)系型數(shù)據(jù)。

那為什么關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，做數(shù)據(jù)遍歷操作多?

而非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，做數(shù)據(jù)遍歷操作少呢?

關(guān)系型VS非關(guān)系型

假設(shè)，我們此時(shí)有兩個(gè)邏輯實(shí)體:學(xué)生(Student)和班級(Class)，這兩個(gè)邏輯實(shí)體之間是一對多的關(guān)系。畢竟一個(gè)班級有多個(gè)學(xué)生，一個(gè)學(xué)生只能屬于一個(gè)班級。

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

我們在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，考慮的是用幾張表來表示這二者之間的實(shí)體關(guān)系。常見的無外乎是，一對一關(guān)系，用一張表就行。一對多關(guān)系，用兩張表。多對多關(guān)系，用三張表。

那我們，此時(shí)要查 cname 為 1班 的班級，有多少學(xué)生怎么辦?

假設(shè) cname 這列，我們建了索引!

執(zhí)行SQL，如下所示!

SELECT *

FROM t_student t1, (

SELECT cid

FROM t_class

WHERE cname = '1班'

) t2

WHERE t1.cid = t2.cid

而這，就涉及到了數(shù)據(jù)遍歷操作!

因?yàn)榈沧鲞@種關(guān)聯(lián)查詢，你躲不開join操作的!既然涉及到了join操作，無外乎從一個(gè)表中取一個(gè)數(shù)據(jù)，去另一個(gè)表中逐行匹配，如果索引結(jié)構(gòu)是B+樹，葉子節(jié)點(diǎn)上是有指針的，能夠極大的提高這種一行一行的匹配速度!

有的人或許會抬杠說，如果我先執(zhí)行：

SELECT cid

FROM t_class

WHERE cname = '1班'

獲得cid后，再去循環(huán)執(zhí)行：

SELECT *

FROM t_student

WHERE cid = ...

就可以避開join操作呀?

對此，我想說。你確實(shí)避開了join操作，但是你數(shù)據(jù)遍歷操作還是沒避開。你還是需要在student的這張表的葉子節(jié)點(diǎn)上，一遍又一遍的遍歷!

那在非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，我們?nèi)绾尾樵?cname 為 1班 的班級，有多少學(xué)生?

非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

執(zhí)行兩次查詢?nèi)カ@得結(jié)果!一次去class集合查，獲得id后再去student集合查。

確實(shí)，這么設(shè)計(jì)是可以的，我沒說不行。只是不符合非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)初衷。在MongoDB中，根本不推薦這么設(shè)計(jì)。雖然，Mongodb中有一個(gè)$lookup操作，可以做join查詢。但是理想情況下，這個(gè)$lookup操作應(yīng)該不會經(jīng)常使用，如果你需要經(jīng)常使用它，那么你就使用了錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)存儲了(數(shù)據(jù)庫)：如果你有相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，應(yīng)該使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(SQL)。

假設(shè) name 這列，我們建了索引!

我只需執(zhí)行一次語句：

db.class.find( { name: '1班' } )

這樣就能查詢出自己想要的結(jié)果。

而這，就是一種單一數(shù)據(jù)查詢!畢竟你不需要去逐行匹配，不涉及遍歷操作,幸運(yùn)的情況下，有可能一次IO就能夠得到你想要的結(jié)果。

因此，由于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系型數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)方式上的不同。導(dǎo)致在關(guān)系型數(shù)據(jù)中，遍歷操作比較常見，因此采用B+樹作為索引，比較合適。而在非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，單一查詢比較常見，因此采用B樹作為索引，比較合適。

目前面試套路有如下幾種：

套路一

你簡歷寫了mysql，沒寫mongodb!

面試官:"說說mysql索引結(jié)構(gòu)?"

我:"巴拉巴拉"

面試官:"知道為什么用B+樹，不用B樹么?"

這個(gè)時(shí)候正常的面試者就蒙了，會把B樹的缺點(diǎn)噴一通!于是乎下一問就是。

面試官:"其實(shí)一些非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，如mongodb用的就是B樹，你知道原因么?"

然后你就回去等通知了!

套路二

你簡歷寫了mysql，也寫了mongodb!

這種情況更完美!

面試官:"說說mysql索引結(jié)構(gòu)?"

我:"巴拉巴拉"

面試官:"你簡歷寫了Mongodb，有了解過他的索引結(jié)構(gòu)么?"

我:"巴拉巴拉"

面試官:"為什么Mongodb索引用B樹，而Mysql用B+樹?"

然后你就回去等通知了!

套路三

你簡歷既沒寫mysql，沒寫mongodb!

面試官;"如果你來設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，你會對他的索引用什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?"

我:"首先不考慮紅黑樹這類，巴拉巴拉…應(yīng)該會用B樹或者B+樹。"

面試官;“如果我要設(shè)計(jì)一個(gè)像Mongodb那樣的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，我要用什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當(dāng)索引比較合適?”

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