精读TiDB源码（二十一）：基于规则的优化Ⅱ

TiDB 作为一款分布式数据库，在处理大量数据时，为了提升查询效率，采用了一系列基于规则的优化策略。在上一篇文章中，我们已经介绍了其中的几类规则：列剪裁、最大最小消除、投影消除、谓词下推和构建节点属性。今天我们再继续介绍另外三类规则：聚合消除、外连接消除和子查询优化。

聚合消除

聚合消除（Aggregate Elimination）是一种优化规则，它会检查 SQL 查询中是否包含聚合函数（如 SUM()、COUNT()、AVG() 等），如果存在聚合函数，则会尝试将不必要的聚合操作消除，以减少计算量并提高查询效率。

聚合消除规则通常适用于以下几种情况：

• 聚合函数的输入是常量或子查询的结果，这种情况下，聚合操作可以被直接计算出来，无需再对数据进行扫描。
• 聚合函数的输入是另一个聚合函数的结果，这种情况下，可以将两个聚合操作合并为一个，从而减少计算量。
• 聚合函数的输入是某个列的值，并且该列上存在唯一索引，这种情况下，聚合操作可以被转换成一个简单的索引查找操作，从而大大提高查询效率。

外连接消除

外连接消除（Outer Join Elimination）是一种优化规则，它会检查 SQL 查询中是否包含外连接操作（如 LEFT JOIN、RIGHT JOIN 等），如果存在外连接操作，则会尝试将不必要的外连接消除，以减少数据扫描量并提高查询效率。

外连接消除规则通常适用于以下几种情况：

• 外连接操作中，有一侧的表非常小，这种情况下，可以将外连接转换成一个简单的内连接，从而减少数据扫描量。
• 外连接操作中，有一侧的表上存在主键或唯一索引，并且另一侧的表上存在与该主键或唯一索引相等的外键，这种情况下，可以将外连接转换成一个简单的等值连接，从而提高查询效率。

子查询优化

子查询优化（Subquery Optimization）是一种优化规则，它会检查 SQL 查询中是否包含子查询，如果存在子查询，则会尝试将子查询重写成更优化的形式，以减少子查询的执行时间并提高查询效率。

子查询优化规则通常适用于以下几种情况：

• 子查询是相关子查询，即子查询中的列引用了外层查询中的列，这种情况下，可以将子查询重写成一个连接操作，从而提高查询效率。
• 子查询是可关联子查询，即子查询中的列与外层查询中的列存在相等关系，这种情况下，可以将子查询重写成一个半连接操作，从而提高查询效率。
• 子查询是可合并子查询，即子查询的结果可以被合并到外层查询中，这种情况下，可以将子查询重写成一个 UNION 或 INTERSECT 操作，从而减少查询的执行时间。

通过以上三类优化规则的介绍，我们可以看到 TiDB 在查询优化方面做了非常多的工作，这些优化规则可以有效地减少数据的扫描量、减少计算量并提高查询效率。在实际使用中，我们可以通过合理地使用索引、选择合适的查询策略等方法来帮助 TiDB 更好地进行查询优化，从而提高应用程序的性能。