mysql innodb B+树高度

1,最小存储单元

1)磁盘扇区:磁盘的最小存储单元,默认512字节。
2)文件系统最小单位块(机械硬盘一个扇区512字节,SSD固态硬盘使用4K对齐按照4K扇区规则写入数据)。4k = 8个扇区。尽管一个文件只有1个字节,仍然占用4k空间。

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3)innodb_page_size:InnoDB引擎最小的存储单位,页。4k、8k、16k=4个文件块(默认)
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引用一张InnoDB页结构图
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4)mysql InnoDB .ibd文件(索引和数据文件)的大小始终是16k的倍数。
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5)InnoDB引擎-文件系统-磁盘扇区关系
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2,InnoDB数据组织与查询

1)InnoDB最小存储单位是页。16k,叶子节点和非叶子节点最小单位都是页。B+树中叶子节点存放数据(叶子节点间指针相连,适用于局部性原理),非叶子节点存放关键字+指针。
2)InnoDB中页指针6B,主键bigint占用8B。

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3)数据查询通过非叶子节点的二分查找,以及数据页指针,找到具体的数据。
4)二级索引检索
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5)B+树的优势(B代表平衡,而非binary)
对比B树:B树叶子和非叶子都存数据,导致非叶子节点指针变少,树的高度增加。I/O操作变多,性能变低。
对比ALV树:树的深度更深,I/O操作多。维护平衡二叉树需要左旋、右旋保持平衡,代价很大。

3,InnoDB树的高度计算

1)假设如下:
数据记录大小1KB -> 叶子节点(页)可以存 16/1 = 16条数据
关键字和指针bigint 8B + 页指针6B -> 非叶子节点可以存 16384/14 = 1170个对象(关键字-页指针)
2)高度为2和3的B+树
高度为2的B+树:1170 * 16 = 18720,约存2w条数据记录。
高度为3的B+树:1170 * 1170 * 16 = 21902400,约存2千万条数据记录。
所以:InnoDB中B+树的高度一般为1~3层。mysql查找一页时代表一次IO,通过主键索引只需要1~3次IO。
3)InnoDB表空间ibd文件中,约定page_no为3的,代表主索引的root page.

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4)root page_no偏移量64位置(在ibd文件中的偏移量为16384 * 3 + 64 = 49216)的前2个字节,存放了B+树的高度。page level
hexdump:查看二进制文件的16进制编码。-n 10输出前10个字节。-s 49216从该位置偏移量开始。
test_tx的page level 为0:test_tx B+树的高度为1

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