聚集索引在哪里存储中间级别的键的行数据？

Question

请帮助我理解我认为两个事实之间存在不一致的地方：

1. SQL Server以B树结构存储数据
2. 只有叶节点包含实际的表数据，而中间节点只存储键和指向子节点的指针

通常，对于中间节点中的给定键，B树具有以下属性：左子树中的所有键都小于它，而右子树中的所有键都大于此，这样：



在上面的示例（image credit）中，显然将一个ID = 7的行插入到表中。但是，如果该ID的行数据（非键列）不在示例的根节点中且叶节点中没有7，那么它在哪里？

显然，除了“索引是B树”之外，还有更多内容，我希望能有所了解。

Answer 1

我认为这篇文章的概述很好：

https://www.simple-talk.com/sql/database-administration/sql-server-storage-internals-101/

参见部分索引。示出了作为7或16的节点也具有它们的叶子 另外，我强烈推荐书：

Kalen Delaney的SQL Server 2012 Internals

https://www.amazon.com/Microsoft-Server-Internals-Developer-Reference/dp/0735658560

Answer 2

构建B-Tree索引时，它从叶级开始 - 数据被排序并写入数据页并创建双链表。

从每个页面获取最小的键值（来自第一页的NULL）并用于构建下一级索引的索引页面，因此索引页面中的每一行都包含下面页面的ID和来自它的最小键值。它再次执行相同的操作，从每个索引页面获取最小的键值，以创建下一个级别。

这一直持续到一切都适合单个页面 - 这是根。

所有中间级别的页面和根目录遵循相同的模式，页面ID和该页面中的最小键值。

在上图中，假设它只是三个叶级页面和根，则根应包含select，(pageID:1 Key:NULL)和(pageID:2 Key:9)。

Answer 3

该图表用于B树，但从技术上讲，SQL Server使用B +树结构。向下滚动Wiki article，你会发现

  

在B +树中，密钥的副本存储在内部节点中;密钥和记录存储在树叶中;此外，叶节点可以包括指向下一个叶节点的指针，以加快顺序访问（Comer 1979，p.129）。

因此，内部节点只有密钥的副本，并且将在叶子中复制（在聚集索引的情况下，实际数据也被保留）。

您可以找到更多细节here。你会在评论部分注意到其他几个人注意到SQL Server使用的是B +树。

Answer 4

（请原谅我的Word绘图技巧）

尽管您的图像确实代表了B-Tree，但实际的SQL Server实现略有不同，特别是B + Tree。我也尝试使用视觉效果进行解释，以下图为例：

如图所示，密钥不仅存在于一个节点（在本例中为根），而是复制并分发到子节点直到叶节点。 （在这种情况下，树只有2个级别，根级别和叶级别。）

因此，当运行密钥(Adams, Joe)的查询时，将根据您在问题中提到的规则在B树中查找密钥（左侧较小的键，右侧较大的键） ）。

这将持续到达 LEAF 节点。

此时有两个区别，特别是对于SQL Server：

• 非聚集索引（如上图所示）：

  • 包含一个ROW_ID / PAGE_ID列，指向存在该行的数据页
  • 数据库引擎检索该页面并在其中查找ROW_ID

• 聚集索引：

  • 包含叶级别的整个数据页
  • 数据库不需要检索页面，因为它已经在叶级别，只是查找页面内的键