Shayon Mukherjee：通过降低 random_page_cost 在 Aurora Postgres 中实现查询速度提升 100 倍
内容提要
Postgres 的 random_page_cost 默认值 4.0 基于机械硬盘，使优化器偏好顺序扫描而弃用复合部分索引，查询耗时约 11 秒；降至 1.1 后优化器改用索引，查询降至约 1.5 毫秒。建议谨慎调优，仅用于确认存在有效索引的查询，并可在 Rails 中按查询临时设置。
延伸解读
为何默认值导致索引失效
Postgres 的 random_page_cost 默认值 4.0 是基于机械硬盘的随机访问成本设定的。在 Aurora 等现代存储上，随机访问的实际成本远低于此，但优化器仍会高估索引扫描的代价，从而错误地选择顺序扫描或全索引扫描，放弃更高效的复合部分索引。这解释了案例中查询耗时 11 秒的原因。
调低参数后的性能逆转
将 random_page_cost 从 4.0 降至 1.1 后，优化器重新评估成本，转而使用复合部分索引，查询执行时间从约 11 秒骤降至 1.5 毫秒。这一变化并非索引本身改变，而是优化器决策被纠正，使索引得以发挥应有的加速作用。
按查询临时调整的实践
文章提供了一个 Rails 示例，通过 with_minimized_page_cost 方法在特定查询前临时设置 random_page_cost=1.1，执行后重置。这种方式避免全局修改参数，仅对确认存在有效索引的查询生效，降低了误用风险。
调优风险与适用边界
作者提醒，调低 random_page_cost 需谨慎，仅适用于你确定存在有效索引的查询。如果索引损坏或无效，降低该值可能让优化器选择更差的计划，反而拖慢查询。因此，应在充分验证索引状态后，再考虑针对性调整。
Q&A
什么是 random_page_cost？它在 Postgres 中起什么作用？
random_page_cost 是 Postgres 中一个反映随机访问相对于顺序访问成本比值的参数。当该值较高时，Postgres 认为随机获取数据昂贵，倾向于顺序扫描；该值也会影响是否使用完整索引还是部分/复合索引。
为什么降低 random_page_cost 能大幅提升 Aurora Postgres 的查询速度？
Aurora Postgres 14.11 默认 random_page_cost 为 4.0，基于机械硬盘假设，导致优化器偏好顺序扫描而弃用复合部分索引。现代存储随机访问成本更低，降低该值（如 1.1）可让优化器改用索引，从而将查询从约 11 秒降至约 1.5 毫秒。
在 Aurora Postgres 中，调整 random_page_cost 前后查询计划有什么变化？
调整前（RPC=4.0），查询使用顺序扫描和全索引扫描，执行时间约 11 秒；调整后（RPC=1.1），优化器改用复合部分索引，执行时间降至约 1.5 毫秒。
如何在 Rails 应用中针对单个查询临时调整 random_page_cost？
可以在 Rails 中定义一个方法，在块内执行 SET random_page_cost=1.1，执行查询后确保 RESET random_page_cost。例如在 ApplicationRecord 中定义 with_minimized_page_cost 方法，并在需要时调用。
调整 random_page_cost 时需要注意哪些风险？
需要谨慎调优，仅对确认存在有效索引的查询进行调整。如果索引损坏或无效，降低 random_page_cost 可能导致性能更差。
Aurora Postgres 默认的 random_page_cost 是多少？作者对默认值有何建议？
Aurora Postgres 14.11 默认 random_page_cost 为 4.0。作者建议 Aurora 考虑将默认值降低到 1 到 2 之间，因为多次观察到降低默认值带来的好处。
