【Calcite 系列】深入理解 Calcite 的 AggregateRemoveRule

AggregateRemoveRule用来删掉“其实已经没有必要存在”的Aggregate。它成立的前提是：输入在当前 group key 上已经唯一，而且所有聚合调用都可以被化成单行表达式或常量。本文结合源码实现，分析这条规则为什么能把SUM(x)退化成x，为什么对SUM0特别保守，以及它是如何在删除聚合后补出对应Project的。

1. 规则要解决什么问题

如果输入已经在 group key 上唯一，例如：

SELECTempno,SUM(sal)FROMempGROUPBYempno,deptno;

且empno本身就是唯一键，那么每个组实际上只有一行。此时：

SUM(sal)

和直接取该行的sal是等价的，整个Aggregate就可能被移除。

2. 触发条件

规则先用areColumnsUnique(input, aggregate.getGroupSet())判断输入在 group key 上是否唯一。

如果不唯一，直接退出。

然后还要求每个AggregateCall都满足canFlatten(...)，也就是：

• 没有FILTER；
• 聚合函数是SqlSingletonAggFunction或SqlStaticAggFunction。

3. singleton 聚合和 static 聚合的区别

3.1 singleton

像SUM(x)、MIN(x)、MAX(x)这类，在“每组最多一行”时可以退化成单行表达式。

源码会通过：

splitter.singleton(...)

得到对应表达式。

3.2 static

某些聚合在特定 group set 下甚至可以直接化成常量，例如GROUPING(...)一类静态结果。

源码通过：

staticAggFunction.constant(...)

直接生成常量表达式。

4. 为什么遇到 SUM0 要直接退出

源码里专门有：

if(aggregation.getKind()==SqlKind.SUM0){return;}

注释说明是为了避免潜在的无限规则匹配。因为SUM0常常来自其他规则把SUM规约后的中间形态，如果这里继续激进消掉，可能和其他规则来回震荡。

5. 删除 Aggregate 后怎么保持输出不变

规则删掉Aggregate后并不会直接返回原输入，而是：

1. 先把新输入压入RelBuilder；
2. 构造投影列表：
   • group key 列保留；
   • 每个聚合调用变成对应表达式或常量；
3. 如果原 aggregate 只有 group key 没有聚合函数，而输入列更多，还要补一层Project保持列裁剪效果。

6. 为什么这条规则依赖元数据

它成立的关键不在语法，而在：

mq.areColumnsUnique(...)

如果元数据不能证明输入唯一，哪怕用户肉眼觉得“这看起来就只有一行”，规则也不会触发。

这说明它是一条高度依赖唯一性推断的替换规则。

7. 代表性测试

RelOptRulesTest里 8010 行附近有一整组测试：

• testAggregateRemove1到testAggregateRemove7

覆盖了：

• 输入唯一时应删除；
• 无聚合函数时应删除；
• COUNT(mgr)因可空列需要正确转表达式；
• AVG这类不能删；
• 非 simple aggregate 不能删；
• group key 不唯一不能删。

总结

AggregateRemoveRule的核心逻辑很明确：

1. 输入已经在 group key 上唯一；
2. 聚合函数可以退化成单行表达式或静态常量；
3. 删除Aggregate后再用Project保持输出 schema。

它是一条典型的“元数据驱动消除规则”，真正难的不是删节点，而是先证明“删掉以后语义完全不变”。