MySQL 三层 B+ 树存储容量分析

要计算 MySQL 中三层 B+ 树能存储多少数据，我们需要考虑以下几个关键因素：

1. B+ 树结构特点

• 非叶子节点：只存储键值和指针（不存储实际数据）
• 叶子节点：存储完整数据记录（InnoDB聚簇索引）或主键+指针（二级索引）
• 节点大小：默认16KB（InnoDB页大小）

2. 关键假设参数

1. 页大小：16KB (16384字节)
2. 主键类型：假设使用 BIGINT（8字节）
3. 指针大小：6字节（InnoDB中的页指针）
4. 非叶子节点：每个条目约14字节（8+6）
5. 叶子节点：
   • 聚簇索引：假设每条记录约1KB
   • 二级索引：假设键值+指针约20字节

3. 三层B+树容量计算

情况1：聚簇索引（存储实际数据）

1. 根节点：
   • 可存储条目数：16KB / 14B ≈ 1170个
2. 第二层：
   • 节点数：1170个
   • 总条目数：1170 × 1170 ≈ 1,368,900个
3. 第三层（叶子层）：
   • 每页记录数：16KB / 1KB ≈ 16条
   • 总记录数：1,368,900 × 16 ≈ 21,902,400条

情况2：二级索引（仅存储键值+指针）

1. 根节点：
   • 可存储条目数：16KB / 14B ≈ 1170个
2. 第二层：
   • 节点数：1170个
   • 总条目数：1170 × 1170 ≈ 1,368,900个
3. 第三层（叶子层）：
   • 每页条目数：16KB / 20B ≈ 819条
   • 总条目数：1,368,900 × 819 ≈ 1,120,000,000条

4. 影响因素

实际存储量会受以下因素影响：

• 主键大小：使用INT(4字节)比BIGINT(8字节)能存储更多数据
• 行记录大小：行记录越小，叶子层能存储越多
• 填充因子：页不一定完全填满（通常约15KB/页）
• 索引类型：联合索引比单列索引占用更多空间
• 可变长度字段：VARCHAR/TEXT等字段影响实际存储量

5. 实际经验值

• 三层B+树通常可存储：
  • 聚簇索引：约2000万条记录（假设1KB/行）
  • 二级索引：约10亿条记录
• 四层B+树可存储：
  • 聚簇索引：约200亿条记录
  • 二级索引：约1万亿条记录

6. 验证方法

可以通过以下命令查看索引层级：

-- InnoDB索引统计信息
ANALYZE TABLE your_table;
SHOW INDEX FROM your_table;

三层B+树的设计使得MySQL在千万级数据量下仍能保持高效查询（通常3次I/O即可找到数据）。