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先从数据结构的角度来答。题主应该知道B-树和B+树最重要的一个区别就是B+树只有叶节点存放数据,其余节点用来索引,而B-树是每个索引节点都会有Data域。这就决定了B+树更适合用来存储外部数据,也就是所谓的磁盘数据。从Mysql(Inoodb)的角度来看,B+树是用来充当索引的,一般来说索引非常大,尤其是关系性数据库这种数据量大的索引能达到亿级别,所以为了减少内存的占用,索引也会被存储在磁盘上。那么Mysql如何衡量查询效率呢?磁盘IO次数,B-树(B类树)的特定就是每层节点数目非常多,层数很少,目的就是为了就少磁盘IO次数,当查询数据的时候,最好的情况就是很快找到目标索引,然后读取数据,使用B+树就能很好的完成这个目的,但是B-树的每个节点都有data域(指针),这无疑增大了节点大小,说白了增加了磁盘IO次数(磁盘IO一次读出的数据量大小是固定的,单个数据变大,每次读出的就少,IO次数增多,一次IO多耗时啊!),而B+树除了叶子节点其它节点并不存储数据,节点小,磁盘IO次数就少。这是优点之一。另一个优点是什么,B+树所有的Data域在叶子节点,一般来说都会进行一个优化,就是将所有的叶子节点用指针串起来。这样遍历叶子节点就能获得全部数据,这样就能进行区间访问啦。至于MongoDB为什么使用B-树而不是B+树,可以从它的设计角度来考虑,它并不是传统的关系性数据库,而是以Json格式作为存储的nosql,目的就是高性能,高可用,易扩展。首先它摆脱了关系模型,上面所述的优点2需求就没那么强烈了,其次Mysql由于使用B+树,数据都在叶节点上,每次查询都需要访问到叶节点,而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,无疑单次查询平均快于Mysql(但侧面来看Mysql至少平均查询耗时差不多)。总体来说,Mysql选用B+树和MongoDB选用B-树还是以自己的需求来选择的。
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树的存储结构根据应用的不同而不同,有的从双亲的角度考虑,引出了双亲表示法,有的从孩子的角度考虑,给出孩子表示法,还有的从孩子和兄弟的角度来讨论。这些都是人们在大量的应用中所使用的不同形式的存储结构,这里介绍常用的双亲表示法、孩子表示法、双亲孩子表示法和孩子兄弟表示法。
1.双亲表示法由树的定义可知,树中每个结点都有且仅有一个双亲结点,根据这一特性,可以用一组连续的一维数组来存储树中的各个结点(一般按层次存储),数组中的一个元素对应树中的一个结点,其中包括结点的数据信息以及该结点的双亲在数组中的下标。树的这种存储方法称为双亲表示法,双亲表示法的结点结构如图1所示,其中,data表示数据域,存储树中结点的数据信息,parent表示指针域,存储该结点的双亲在数组中的下标。
1.双亲表示法的存储结构2)双亲表示法示例图1所示的树的双亲表示如图1所示,这是一棵树及其双亲表示法的存储结构。根结点A无双亲,所以parent的值为-1,G、H和I的parent值为4,表示它们的双亲是下标为4的结点E。这种存储结构利用任一结点的双亲是唯一的性质,可以方便地直接找到任一结点的双亲结点,但求结点的孩子结点时需要扫描整个数组。
图1树的双亲表示法示例
树(Tree)是n(n=0)个结点的有限集。n=0时称为空树。在任意一颗非空树中:
假设以一组连续空间存储数的结点,同时在每个结点中, 附设一个指示器指示其双亲结点到链表中的位置 。
把每个结点的孩子结点排列起来,以 单链表作为存储结构 ,则n个结点有n个孩子链表,如果是叶子结点则此单链表为空。然后 n个头指针又组成一个线性表,采用顺序存储结构 ,存放进一个一维数组中。
孩子表示法有两种结点结构: 孩子链表的孩子结点 和 表头数组的表头结点
对于孩子表示法,查找某个结点的某个孩子,或者找某个结点的兄弟,只需要查找这个结点的孩子单链表即可。但是 当要寻找某个结点的双亲时 ,就不是那么方便了。所以可以将双亲表示法和孩子表示法结合,形成 双亲孩子表示法 。
任意一棵树,它的结点的第一个孩子如果存在就是唯一的,它的右兄弟存在也是唯一的。因此,设置两个指针,分别指向该结点的第一个孩子和此结点的右兄弟。
怎样在 MySQL 表中存储树形结构数据
一般比较普遍的就是四种方法:(具体见 SQL Anti-patterns这本书)Adjacency List:每一条记录存parent_idPath Enumerations:每一条记录存整个tree path经过的node枚举Nested Sets:每一条记录存 nleft 和 nrightClosure Table:维护一个表,所有的tree path作为记录进行保存。
解决方法很多!数据要存储为树形结构,那么数据要有父子关系。 一个父节点有多个子节点,一个子节点又有多个子子节点。 publicclassTreeNode{ /**节点主键**/ privateStringid; /**节点名称**/ privateStringtext; /**子节点**/ privateTreeNode[]children; }
文中使用公司部门结构树作为栗子,要在mysql中存储这个公司部门结构树
邻接表想必大家都不陌生吧,用邻接表的关键是,在每个节点存储他的父节点的id。
在每一个部门信息中都存储了他的父节点id,parent_id字段
导入数据的过程就不说了,直接来看下数据吧:
这里使用常用的几种查询方式来看下这种方案的查询
可以通过parent_id做查询条件,可以快速查询到一个部门的直属下级部门
通过部门信息中的parent_id去查相应的父节点信息就可以快速实现
这种数据存储结构下,更新数据是比较方便快捷的,添加数据时直接找准父节点的id,组织部门变更时,也直接变更父id就好了,删除时候,看自己业务是否需要删除子节点这几种情况,
路径标的要点,就是每个节点存储根节点到该节点的路径,其实我觉得和别的几种方案可以共用
在每一个部门信息中都存储了他完整的路径,path字段
导入数据的过程就不说了,直接来看下数据吧:
使用路径表,通过path这个字段查询起来是比较困难的,一般都需要使用like,CONCAT函数、REPLACE函数等做字符串的处理逻辑,查询起来比较复杂,这里不做展示了,线上服务不建议使用这种方式,查询效率低会影响到服务性能,一般建议和邻接表方式统一使用,同时添加parent_id和path字段,parent_id用来查询,path用来查看节点完整的路径
这种数据存储结构下,更新数据是比较方便快捷的,添加数据时直接找准路径就好,组织部门变更时,也直接找准路径就好,删除时候,看自己业务是否需要删除子节点这几种情况,
Closure Table,百度直译过来叫闭合表,大多数人叫做闭包表,这种方案的要点是存储公司部门信息主表中,不存储节点关系的数据,使用另一张关系表来存储节点之间的关系,其中包含了任何两个有关系(上下级)节点的关联信息
公司部门信息主表,只需要存储部门的本身信息
主要包括三个字段
要点就是关系表的一条记录是一个上级节点、下级节点、与他们之间的路径距离。拿部门结构图来举例子
总公司-企划部的关系数据是:
总公司-大区A的关系数据是:
关系表中存储所有的节点路径信息,还用distance表示路径的距离,需要把树形结构中每两个节点之间的路径信息都维护进来。
数据存储的过程就拿导入总公司-门店A的过程做个示例。主表的数据存储就不说,说下关系中,存储部门结构的路径信息,总公司-门店A总共包含以下几条路径:
看到了么,是存储了所有总公司-门店A之间的路径信息
这里使用常用的几种查询方式来看下这种方案的查询
这种数据存储结构下,更新数据比较麻烦,因为他存储了两节点直接所有路径信息(包括中间节点的)