PostgreSQL中random()函数为何无法始终生成随机值？

PostgreSQL里的random()是不稳定（volatile）函数，理论上每次调用都应该返回不同的随机值，但查询结构和优化器的处理逻辑会影响它的调用次数，导致出现看似“不随机”的结果。我们逐个分析你给出的例子：

1. 生成两个不同值的情况 #

select random(), random();

在这个简单的SELECT列表中，每个random()都会被独立调用一次，因此返回两个不同的随机值。

2. 生成两个相等值的情况 #

例子一 #

select random(), random() order by random();

这里的问题出在ORDER BY的处理逻辑上：PostgreSQL执行带ORDER BY的查询时，会先计算SELECT列表中的表达式，再对结果排序。但因为random()是不稳定函数，优化器会将SELECT列表中的两个random()调用视为可复用的表达式，只计算一次后填充到两个列中，最终导致两个值相等。

例子二 #

select (select random()) as r from generate_series(1,2);

这里的子查询(select random())是不引用外部列的标量子查询，PostgreSQL优化器会将其视为常量，只执行一次这个子查询，再把结果重复返回两次（对应generate_series(1,2)生成的两行），因此得到两个相同的随机值。

3. 再次生成不同值的情况 #

select (select random() + g - g) as r from generate_series(1,2) as g;

这个例子里的子查询引用了外部的g列（哪怕+g -g不改变数值，也让子查询依赖于外部行的变量）。PostgreSQL会为generate_series生成的每一行独立执行一次子查询，因此random()会被调用两次，返回两个不同的随机值。

总结 #

random()本身是符合预期的随机函数，问题出在PostgreSQL的查询优化逻辑上：

• 当不稳定函数的调用不依赖外部行变量时，优化器可能会将其计算一次并复用结果；
• 当函数调用依赖外部行变量（哪怕是无意义的依赖），优化器会为每行独立调用一次函数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Code4R7