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更新时间：2026-08-06 GMT+08:00
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范围查询冗余条件消除

操作场景

社区MySQL在处理 WHERE col = const 或 WHERE col > const 等谓词时，若列上存在索引且优化器选择 Range scan 访问方式，范围扫描的上下界已隐含保证了谓词成立。然而，SQL 层仍会对每一行重复求值，造成不必要的 CPU 开销。对于大范围扫描场景，这种冗余求值的性能损失尤为突出。

以查询 SELECT * FROM t WHERE a = 5 AND b > 3 为例，若索引为 (a, b)，范围扫描的 min_key 为 [5, 3]、max_key 为 [5, +∞]，则 a = 5 已被范围下界完全保证，无需逐行求值。但社区 MySQL 仅支持 REF 访问的等值消除（test_if_ref），对 Range scan 场景下的等值及不等式谓词均不做消除。

理论上，可引入类似 REF 访问的等值消除机制来处理 Range scan，但面临以下挑战：

  • 边界信息访问安全：Range scan 的区间边界存储在 QUICK_RANGE 结构中，需安全读取并与谓词常量比较。若比较语义与存储引擎不一致，可能导致谓词被误删，进而产生错误查询结果。
  • 合并区间语义丢失：OR 子句产生的合并区间与原始谓词形式可能不一致。例如 c=3 OR c>2 会被合并为 c>2 的单区间（无上界），此时无法判断 c=3 是否冗余，强行消除会导致语义错误。
  • NDP 下推条件受影响：NDP（Near Data Processing）下推依赖 WHERE 条件，冗余消除后可能导致可下推条件减少，反而降低整体性能。

因此，TaurusDB支持范围查询冗余条件消除功能。当表使用Range scan访问时，优化器自动识别并移除已被范围上下界隐含保证的谓词，减少SQL层的重复求值开销，提升查询性能。

转换过程

原查询：

SELECT * FROM t WHERE a = 5 AND b > 3

若索引为(a, b)，Range scan 的 min_key=[5, 3]，max_key=[5, +∞]：

  • a = 5：min_key 和 max_key 中 a 的值均为5，被范围隐含保证，无需求值，因此被消除。
  • b > 3：min_key 中 b 的值为 3，但范围下界为包含（>=），谓词为严格大于（>），两者语义不同，无法消除，即被保留。

转换后：

SQL层实际求值的条件（a=5 已被消除）。

SELECT * FROM t WHERE b > 3

前提条件

支持的谓词类型

表1 支持的谓词类型

谓词类型

SQL 示例

消除条件

等值

col = 5

范围的min_key和max_key中该列的值均等于常量。

小于

col < 10

范围的max_key等于常量，且范围上界为严格小于（NEAR_MAX 标记）。

小于等于

col <= 10

范围的max_key等于常量。

大于

col > 3

范围的min_key等于常量，且范围下界为严格大于（NEAR_MIN 标记）。

大于等于

col >= 3

范围的min_key等于常量

BETWEEN

col BETWEEN 3 AND 10

范围的min_key 等于下界常量且 max_key 等于上界常量。

IS NULL

col IS NULL

范围的min_key和max_key的NULL标记位均为1。

支持的查询语句

  • SELECT
  • INSERT ... SELECT
  • REPLACE ... SELECT
  • 支持视图、PREPARED STMT
  • 支持组合索引中的非首列字段
  • 支持 DESC 索引
  • 支持可空字段的 NULL 字节处理

约束限制

  • 仅支持简单的Range scan（单区间扫描），不支持 index merge、skip scan。
  • 仅支持单区间（ranges.size() == 1），不支持 OR 产生的不相交多区间。
  • 不支持前缀索引段（即索引列定义了前缀长度，如col(10)）。
  • 不支持BIT类型字段。
  • 不支持动态范围扫描（Dynamic Range，即执行时才确定范围的场景）。
  • 不支持OR子句内部的谓词消除。OR子句会被临时禁用冗余检查，确保正确性。
  • 不支持NOT BETWEEN。
  • 不支持外连接中NULL扩展表的谓词消除。
  • 当 NDP（Near Data Processing）可能启用时，冗余条件消除自动禁用，优先保证NDP下推效果。
  • Hypergraph 优化器的 EXPLAIN 输出尚未适配该特性。

使用方法

该特性通过会话参数rds_empty_redundant_check_in_range_scan控制。

表2 参数说明

参数

级别

默认值

说明

rds_empty_redundant_check_in_range_scan

SESSION / GLOBAL

OFF

索引范围扫描时，SQL层去除冗余的条件并对存储引擎返回的行不再执行冗余条件的检查，扩大了Offset Pushdown的生效范围。

  • ON : 优化生效，SQL层去除冗余检查。
  • OFF : 优化不生效。

示例

  1. 创建测试表并插入数据： 
    CREATE TABLE t1 (a INT, b INT, INDEX(a, b));
INSERT INTO t1 VALUES (1,2),(2,3),(3,3),(4,3),(5,5),(2,5),(3,7);
  2. 关闭冗余条件消除，查看执行计划： 
    SET SESSION rds_empty_redundant_check_in_range_scan = OFF;
EXPLAIN FORMAT=TREE SELECT * FROM t1 WHERE a = 5 AND b > 3;

    执行计划中保留了Filter层，SQL层需要逐行求值a = 5 和 b > 3：

    mysql> EXPLAIN FORMAT=TREE SELECT * FROM t1 WHERE a = 5 AND b > 3;
+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| EXPLAIN                                                                                                               |
+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| -> Filter: ((t1.a = 5) and (t1.b > 3))  (cost=0.46 rows=1)
    -> Index range scan on t1 using a  (cost=0.46 rows=1)
+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
  3. 开启冗余条件消除，查看执行计划： 
    SET SESSION rds_empty_redundant_check_in_range_scan = ON;
EXPLAIN FORMAT=TREE SELECT * FROM t1 WHERE a = 5 AND b > 3;

    `Filter` 层消失，`a = 5` 和 `b > 3` 均已被范围扫描的上下界隐含保证，无需SQL层重复求值：

    mysql> EXPLAIN FORMAT=TREE SELECT * FROM t1 WHERE a = 5 AND b > 3;
+--------------------------------------------------------+
| EXPLAIN                                                |
+--------------------------------------------------------+
| -> Index range scan on t1 using a  (cost=0.46 rows=1)
+--------------------------------------------------------+
  4. 验证查询结果一致性： 
    SET SESSION rds_empty_redundant_check_in_range_scan = OFF;
SELECT * FROM t1 WHERE a = 2 AND b > 2;
    SET SESSION rds_empty_redundant_check_in_range_scan = ON;
SELECT * FROM t1 WHERE a = 2 AND b > 2;

    两种模式下查询结果完全一致：

    +------+------+
| a    | b    |
+------+------+
|    2 |    3 |
|    2 |    5 |
+------+------+

性能测试

以下测试基于1000万行宽表，组合主键上的等值+范围查询场景，验证冗余条件消除对查询性能的提升。

  1. 准备测试数据。 
    SET SESSION cte_max_recursion_depth = 10000001;
    DROP TABLE IF EXISTS big_test;
CREATE TABLE big_test (
a INT NOT NULL,
b INT NOT NULL,
c INT NOT NULL,
d INT NOT NULL,
e INT NOT NULL,
f1 VARCHAR(200),
f2 VARCHAR(200),
f3 VARCHAR(200),
PRIMARY KEY (a, b, c, d, e)
) ENGINE=InnoDB ROW_FORMAT=COMPACT;
    INSERT INTO big_test (a, b, c, d, e, f1, f2, f3)
WITH RECURSIVE seq AS (
SELECT 1 AS n
UNION ALL
SELECT n+1 FROM seq WHERE n < 10000000
)
SELECT
(n-1) DIV 2000000 + 1 AS a,
(n-1) DIV 200000 MOD 10 + 1 AS b,
(n-1) DIV 20000 MOD 10 + 1 AS c,
(n-1) DIV 200 MOD 100 + 1 AS d,
n AS e,
REPEAT(CONCAT('val', n MOD 1000), 5) AS f1,
REPEAT(CONCAT('key', n MOD 500), 5) AS f2,
REPEAT(CONCAT('dat', n MOD 200), 5) AS f3
FROM seq;
  2. 执行计划对比。

    查询WHERE a = 3 AND b > 3，匹配约200万行。其中a = 3可被范围下界隐含保证，属于冗余谓词。

    • 关闭冗余条件消除时，EXPLAIN 显示Using where，SQL层需逐行求值a = 3 AND b > 3。 
      SET SESSION rds_empty_redundant_check_in_range_scan = OFF;
      EXPLAIN SELECT SUM(LENGTH(f1)) FROM big_test WHERE a = 3 AND b > 3;
+----+-------------+----------+-------+---------------+---------+---------+------+---------+----------+-------------+
| id | select_type | table    | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows    | filtered | Extra       |
+----+-------------+----------+-------+---------------+---------+---------+------+---------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | big_test | range | PRIMARY       | PRIMARY | 8       | NULL | 2719004 |   100.00 | Using where |
+----+-------------+----------+-------+---------------+---------+---------+------+---------+----------+-------------+
    • 开启冗余条件消除时，a = 3被消除，EXPLAIN 的 Extra 列不再显示 Using where。 
      SET SESSION rds_empty_redundant_check_in_range_scan = ON;
      EXPLAIN SELECT SUM(LENGTH(f1)) FROM big_test WHERE a = 3 AND b > 3;
+----+-------------+----------+-------+---------------+---------+---------+------+---------+----------+-------+
| id | select_type | table    | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows    | filtered | Extra |
+----+-------------+----------+-------+---------------+---------+---------+------+---------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | big_test | range | PRIMARY       | PRIMARY | 8       | NULL | 2719004 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+----------+-------+---------------+---------+---------+------+---------+----------+-------+
  3. 查询耗时对比 
    SET SESSION rds_empty_redundant_check_in_range_scan = OFF;
SELECT SUM(LENGTH(f1)) FROM big_test WHERE a = 3 AND b > 3;
    SET SESSION rds_empty_redundant_check_in_range_scan = ON;
SELECT SUM(LENGTH(f1)) FROM big_test WHERE a = 3 AND b > 3;
    • 冗余条件消除关闭 
      mysql> SELECT SUM(LENGTH(f1)) FROM big_test WHERE a = 3 AND b > 3;
+-----------------+
| SUM(LENGTH(f1)) |
+-----------------+
|        41230000 |
+-----------------+
1 row in set (0.69 sec)
    • 冗余条件消除开启 
      mysql> SELECT SUM(LENGTH(f1)) FROM big_test WHERE a = 3 AND b > 3;
+-----------------+
| SUM(LENGTH(f1)) |
+-----------------+
|        41230000 |
+-----------------+
1 row in set (0.51 sec)
    表3 查询耗时对比

    模式

    Extra

    耗时

    说明

    OFF

    Using where

    0.69s

    SQL层对200万行逐行求值 a=3 AND b>3。

    ON

    NULL

    0.51s

    a=3 被消除，仅求值 b>3，性能提升约 26%。
父主题： 查询优化

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