Elizabeth Garrett Christensen：Postgres性能提升：HOT更新与填充因子
内容提要
Postgres有一个性能技巧叫做HOT更新，可以在不更新所有索引的情况下更新表。这可以提高性能，特别是对于具有大型索引或频繁更新的表。HOT更新发生在新版本的行可以存储在与原始版本相同的页面上。表的填充因子决定为未来更新保留多少空间，降低填充因子可以增加HOT更新的机会。然而，需要平衡，因为将填充因子设置得太低可能会导致浪费空间和增加磁盘I/O。开发人员可以使用pg_stat_user_tables目录来识别HOT更新并相应调整索引策略。降低填充因子可能会增加可测量的膨胀。除非索引是BRIN，否则无法对索引数据进行HOT更新。
延伸解读
HOT更新与索引策略的权衡
HOT更新能否发生，关键取决于被更新的列是否被索引。如果更新涉及普通B-tree索引的键值，Postgres必须更新索引，从而无法进行HOT更新。因此，开发人员应审视索引策略，避免在频繁更新的列上建立不必要的索引。对于必须索引的列，可考虑使用BRIN索引，因为BRIN不包含对具体行的引用，允许HOT更新。Postgres 16使BRIN索引支持HOT更新，这为大型表提供了新的优化空间。
填充因子设置的实际考量
填充因子决定数据页初始填充比例，默认100表示完全填满。降低填充因子可为更新预留空间，增加HOT更新机会。但设置过低会导致空间浪费和表扫描I/O增加。对于读写混合的数据库，70%到90%的填充因子通常较为合理；读密集型表适合较高填充因子以减少页面读取，写密集型表可适当降低。建议通过监控和测试找到平衡点，而非盲目采用极低值。
监控HOT更新与膨胀影响
通过查询pg_stat_user_tables中的n_tup_hot_upd字段，可以了解HOT更新的实际发生情况。理想情况下，所有符合条件的更新都应成为HOT更新。降低填充因子会增加可测量的膨胀，因为未使用的空间常被膨胀查询视为浪费。但在合理范围内（如70%-90%），这种膨胀通常不会触发警告。开发人员应结合监控数据调整填充因子，并注意膨胀是否在可接受范围内。
Q&A
什么是Postgres中的HOT更新？
HOT更新是指在Postgres中，当新版本的行可以存储在与原始版本相同的页面上时，更新操作可以跳过对索引的更新，从而提高性能。
如何通过调整填充因子来促进HOT更新？
降低填充因子可以增加数据页面上可用的空闲空间，从而提高HOT更新的机会，建议填充因子设置在70%到90%之间。
HOT更新对性能有什么影响？
HOT更新通过减少磁盘I/O和CPU处理，特别适用于大型索引或频繁更新的表，从而显著提高性能。
Postgres 16中引入了什么新特性与HOT更新相关？
Postgres 16引入了BRIN索引，使得HOT更新更可行，因为BRIN索引不包含对实际行的引用，只包含对页面的引用。
如何识别Postgres中的HOT更新？
可以通过查询系统目录pg_stat_user_tables来获取表的更新频率和HOT更新的数量，从而识别HOT更新。
设置填充因子过低会有什么风险？
设置填充因子过低可能导致空间浪费和增加磁盘I/O，虽然在合理范围内不会引起警告，但仍需谨慎调整。
