为什么B+树磁盘读写代价比B树低

B+树相比于B树在磁盘读写代价上更低的原因主要有以下几点：

1. B+树的内部节点只存储键值信息，而不存储数据，而B树的内部节点既存储键值信息又存储数据。这意味着在同样的磁盘页大小下，B+树可以容纳更多的键值信息，减少了磁盘IO次数。

2. B+树的叶子节点形成一个有序链表，通过链表可以快速地进行范围查询。而B树的叶子节点并没有形成链表，需要通过中序遍历才能得到有序的结果。因此，在范围查询时，B+树可以减少磁盘IO次数。

3. B+树的叶子节点之间通过指针连接，可以快速地进行顺序访问。而B树的叶子节点之间没有指针连接，需要通过索引进行跳跃访问。因此，在顺序访问时，B+树可以减少磁盘IO次数。

4. B+树的内部节点通常比B树的内部节点小，可以容纳更多的内部节点在一个磁盘页中。这样可以减少磁盘IO次数。

综上所述，B+树通过优化内部节点和叶子节点的结构，以及利用链表和指针连接等技术，减少了磁盘IO次数，从而降低了磁盘读写代价。

相关问题

B+树存储在磁盘上是什么样子

B+树在磁盘上的存储结构可以简单描述如下：

1. 根节点：B+树的根节点通常存储在磁盘上的一个固定位置。它可以是一个物理块或一个指向其他物理块的指针。根节点包含指向子节点的指针和索引键值，用于进行索引查找。

2. 内部节点：除了根节点，B+树还包含多个内部节点。每个内部节点包含一组索引键值和指向子节点的指针。内部节点用于导航到正确的叶子节点。

3. 叶子节点：B+树的叶子节点存储数据记录。每个叶子节点包含一组索引键值和对应的数据行。叶子节点之间使用链表连接起来，形成一个有序的叶子节点链表。

4. 数据记录：在叶子节点中存储了实际的数据记录。数据记录可以包含一个或多个字段，具体格式取决于数据库的设计和数据类型。

5. 磁盘块：B+树的每个节点通常对应一个磁盘块，磁盘块是磁盘上最小的存储单位。每个磁盘块具有固定大小，通常是几KB。磁盘块可以存储节点的索引键值、指针和其他控制信息。

在B+树中，节点之间的指针用于导航到下一个节点，通过不断地进行节点的读取和跳转，可以在磁盘上进行高效的索引查找操作。B+树的叶子节点形成了一个有序链表，可以支持范围查询和顺序遍历。

需要注意的是，实际的B+树存储结构可能会有一些细微的差异，具体取决于数据库系统的实现和优化。上述描述是一个基本的概念模型。

为什么B+树的查询速度大大快于B树

B+树相比于B树在查询速度上有以下几个方面的优势，导致其查询速度大大快于B树：

1. 减少磁盘I/O操作：B+树的内部节点只存储索引信息，而不存储实际数据，而叶子节点存储了所有的数据。这样的设计使得每次查询都需要经过一次磁盘I/O操作，而B树则需要多次磁盘I/O操作。因此，在相同的数据量下，B+树的查询速度更快。

2. 顺序访问：B+树的叶子节点之间通过指针连接成一个有序链表，这样可以方便地进行范围查询和顺序访问。而B树的叶子节点并没有连接在一起，需要通过中序遍历才能得到有序的结果。因此，在需要范围查询或者顺序访问的场景下，B+树的查询速度更快。

3. 更少的索引节点：由于B+树的内部节点只存储索引信息，而B树的内部节点既存储索引信息又存储实际数据，所以B+树相对于B树来说，可以容纳更多的索引节点。这样可以减少树的高度，进而减少查询时需要访问的节点数，提高查询速度。

4. 更好的磁盘预读性能：由于B+树的叶子节点之间通过指针连接成一个有序链表，所以在进行磁盘预读时，可以一次性读取多个相邻的节点，提高磁盘预读性能。而B树的叶子节点并没有连接在一起，无法进行连续的磁盘预读。因此，在磁盘I/O操作较为耗时的场景下，B+树的查询速度更快。