MySQL 选择 B+ 树作为索引结构而不是红黑树，主要基于以下几个关键原因：
1. 磁盘 I/O 效率
B+ 树是为磁盘存储系统优化的数据结构：
- 多路平衡查找树：B+ 树的每个节点可以包含多个键值（通常为几百个），大大降低了树的高度
- 减少磁盘访问次数：3-4 层的 B+ 树就能存储千万级的数据，而红黑树作为二叉树，存储相同数据量时高度会大得多
- 顺序访问优势：B+ 树的叶子节点形成链表，适合范围查询和全表扫描
2. 更适合数据库场景的特性
- 更高的扇出（fan-out）：B+ 树非叶子节点只存储键值不存储数据，使得每个节点能容纳更多指针
- 稳定的查询性能：B+ 树所有查询都要走到叶子节点，性能稳定（O(log n)），而红黑树不同路径长度可能不同
- 更适合预读：磁盘按页读取，B+ 树的节点大小通常设计为页大小的整数倍，充分利用预读特性
3. 与红黑树的对比
| 特性 | B+ 树 | 红黑树 |
|---|---|---|
| 树高度 | 更矮（多路平衡） | 更高（二叉树） |
| 磁盘 I/O | 更优（适合块存储） | 较差 |
| 范围查询 | 高效（叶子节点链表） | 需要中序遍历 |
| 节点利用率 | 更高（填充因子通常为1/2到满) | 每个节点只有2个子节点 |
| 实现复杂度 | 较高 | 相对简单 |
4. MySQL 的具体实现
- InnoDB 存储引擎中，B+ 树的叶子节点存储的是完整的数据记录（聚簇索引）
- MyISAM 存储引擎中，B+ 树的叶子节点存储的是数据记录的指针
- B+ 树支持高效的插入、删除和更新操作，同时保持树的平衡
总结来说，B+ 树在数据库索引场景下提供了更好的磁盘 I/O 性能、更高的查询效率和更适合范围查询的特性，这些优势使得它成为关系型数据库索引的首选数据结构。
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