MySQL性能評価ツールSysBenchの実践ガイド

データベースの性能を定量的に把握することは、システムの安定運用に欠かせません。本記事では、MySQLのベンチマークテストの基本概念と、SysBenchを用いた具体的な評価方法を詳しく解説します。

ベンチマークテストとストレステストの違い

ベンチマークテスト：データベースの性能指標を定量的・再現可能・比較可能な形で測定するテストです。業務ロジックを考慮せず、ツールで生成した疑似データを用いて行います。
ストレステスト：実際の業務シナリオ（例：カート処理）を想定し、実データに近い環境で負荷をかけます。

Webアプリケーションの多くはデータベースがボトルネックになりがちです。ネットワーク、ロードバランサー、アプリケーションサーバー、キャッシュなどは水平スケーリングで性能向上が容易ですが、MySQLではデータ整合性の制約から、単純にマシンを増やすだけでは書き込み性能を改善できません。ベンチマークテストにより、現在の設定（ハードウェア、OS、DB設定）での性能限界を把握し、必要に応じてチューニングを行います。

主な性能指標

指標	説明
QPS（Queries Per Second）	1秒あたりに実行されるSQL文の数（INSERT, SELECT, UPDATE, DELETEを含む）
TPS（Transactions Per Second）	1秒あたりに処理されるトランザクション数
応答時間	平均、最小、最大、パーセンタイル（例：95パーセンタイル）
同時実行数	同時に処理されるクエリ要求の数

SysBenchの概要

SysBenchはオープンソースのマルチスレッド性能テストツールで、CPU、メモリ、スレッド、I/O、データベース（MySQL/Oracle/PostgreSQL対応）の性能測定が可能です。
主なテストモード：

CPU演算性能テスト
ディスクI/O性能テスト
スレッドスケジューリングテスト
メモリアクセス速度テスト
POSIXスレッド性能テスト
データベースOLTPベンチマーク（/usr/share/sysbench/ 配下のLuaスクリプトを利用）
カスタムLuaスクリプトによる任意テスト

インストール

# EPELリポジトリの有効化（CentOS/RHEL系）
sudo yum install -y epel-release
# SysBenchのインストール
sudo yum install -y sysbench
# バージョン確認
sysbench --version

SysBenchクライアントのカーネル最適化

全てのCPUコアをネットワークパケット処理に活用するため、以下の設定を行います（例：32コアの場合 ffffffff、8コアなら ff）。

sudo sh -c 'for x in /sys/class/net/eth0/queues/rx-*; do echo ffffffff > $x/rps_cpus; done'
sudo sh -c "echo 32768 > /proc/sys/net/core/rps_sock_flow_entries"
sudo sh -c "echo 4096 > /sys/class/net/eth0/queues/rx-0/rps_flow_cnt"
sudo sh -c "echo 4096 > /sys/class/net/eth0/queues/rx-1/rps_flow_cnt"

基本的なコマンド書式とオプション

書式：sysbench [options]... [testname] [command]
コマンド：prepare（データ準備）、run（テスト実行）、cleanup（後片付け）、help（ヘルプ）

代表的な一般オプション：

オプション	説明	デフォルト値
`--threads=N`	スレッド数	1
`--events=N`	最大イベント数（0=無制限）	0
`--time=N`	最大実行時間（秒）	10
`--report-interval=N`	指定秒数ごとに中間統計を出力	0（出力なし）
`--rand-type=STRING`	乱数分布（uniform, gaussian, special, pareto）	special

各テストの詳しい手順

ファイルI/Oテスト

パラメータ例

パラメータ	説明	デフォルト
`--file-num=N`	テストファイル数	128
`--file-block-size=SIZE`	ブロックサイズ	16K
`--file-total-size=SIZE`	ファイル合計サイズ	2G
`--file-test-mode=STRING`	テストモード（seqwr, seqrewr, seqrd, rndrd, rndwr, rndrw）	（必須指定）
`--file-extra-flags=direct`	ダイレクトI/Oを有効化	（未指定）

準備

sysbench fileio --file-num=2 --file-block-size=1024 --file-total-size=1G prepare

実行例（順次読み書き）

sysbench fileio \
  --file-num=2 --file-block-size=1024 --file-total-size=1G \
  --file-test-mode=seqrewr --time=30 --events=10000 \
  --threads=4 --file-fsync-freq=200 --file-extra-flags=direct run

ランダム読み書き

sysbench fileio \
  --file-num=2 --file-block-size=1024 --file-total-size=1G \
  --file-test-mode=rndrw --time=30 --events=10000 \
  --threads=4 --file-fsync-freq=200 --file-extra-flags=direct run

後処理

sysbench fileio --file-total-size=1G cleanup

出力例の見方

File operations:
    reads/s:                      1411.72
    writes/s:                     941.22
    fsyncs/s:                     25.19
Throughput:
    read, MiB/s:                  13.79
    written, MiB/s:               9.19
General statistics:
    total time:                          4.2069s
    total number of events:              10000
Latency (ms):
         min:                                    0.04
         avg:                                    1.68
         max:                                   45.76
         95th percentile:                        3.96
Threads fairness:
    events (avg/stddev):           2500.0000/26.24

CPUテスト

オプション

--cpu-max-prime=N 素数生成上限 10000

実行例

sysbench cpu --cpu-max-prime=20000 --threads=2 run

出力例

CPU speed:
    events per second:  1955.47
General statistics:
    total time:                          10.0006s
    total number of events:              19559
Latency (ms):
         min:                                    0.87
         avg:                                    1.02
         max:                                    1.71
         95th percentile:                        1.67
Threads fairness:
    events (avg/stddev):           9779.5000/6.50

性能比較では、同一条件でevents数が多い方が高性能、同一events数なら時間が短い方が高性能です。

スレッド性能テスト

sysbench threads --threads=4 --thread-yields=12 --thread-locks=2 run

ミューテックス性能テスト

sysbench mutex --mutex-num=2048 --mutex-locks=5000 --mutex-loops=5000 run

メモリ性能テスト

# 読み取りテスト
sysbench memory --threads=2 --events=10000 --memory-total-size=1G \
  --memory-block-size=8K --memory-oper=read run

# 書き込みテスト
sysbench memory --threads=2 --events=100000 --memory-total-size=50G \
  --memory-block-size=8K --memory-oper=write run

データベースOLTPテスト

MySQL向けOLTPテストでは、/usr/share/sysbench/ にあるLuaスクリプトを使用します。

代表的なLuaスクリプト

スクリプト	内容
`oltp_read_only.lua`	読み取り専用テスト
`oltp_read_write.lua`	読み書き混合テスト
`oltp_write_only.lua`	書き込み専用テスト
`oltp_insert.lua`	単純INSERTテスト
`oltp_point_select.lua`	等価SELECTテスト
`select_random_points.lua`	ランダム等価SELECT
`select_random_ranges.lua`	ランダム範囲SELECT

主なスクリプトパラメータ

パラメータ	説明	デフォルト
`--table_size=N`	テーブルあたりの行数	10000
`--tables=N`	テーブル数	1
`--point_selects=N`	トランザクションあたりの等価SELECT数	10
`--range_selects=on/off`	範囲SELECTの有効化	on
`--index_updates=N`	インデックスUPDATE数	1
`--non_index_updates=N`	非インデックスUPDATE数	1
`--delete_inserts=N`	DELETE/INSERT組み合わせ数	1
`--auto_inc=on/off`	AUTO_INCREMENT列の使用	on
`--skip_trx=on/off`	明示的トランザクションを省略	off
`--mysql_storage_engine=STRING`	ストレージエンジン	innodb

テスト手順例

1. データ準備

sysbench oltp_read_write \
  --db-driver=mysql \
  --mysql-host=127.0.0.1 \
  --mysql-port=3306 \
  --mysql-user=root \
  --mysql-password=pass123 \
  --mysql-db=test_db \
  --table_size=25000 \
  --tables=250 \
  prepare

2. 読み取り専用テスト（等価SELECT）

sysbench oltp_read_only \
  --db-driver=mysql \
  --mysql-host=... \
  --mysql-user=... \
  --mysql-db=... \
  --table_size=25000 \
  --tables=250 \
  --time=600 \
  --threads=512 \
  --percentile=95 \
  --range_selects=0 \
  --skip-trx=1 \
  --report-interval=1 \
  run

3. 書き込み専用テスト

sysbench oltp_write_only \
  --db-driver=mysql \
  --mysql-host=... \
  --mysql-user=... \
  --mysql-db=... \
  --table_size=25000 \
  --tables=250 \
  --time=600 \
  --threads=192 \
  --percentile=95 \
  --report-interval=1 \
  run

4. 読み書き混合テスト（範囲SELECTなし）

sysbench oltp_read_write \
  --db-driver=mysql \
  --mysql-host=... \
  --mysql-user=... \
  --mysql-db=... \
  --table_size=25000 \
  --tables=250 \
  --time=600 \
  --threads=128 \
  --percentile=95 \
  --range_selects=0 \
  --report-interval=1 \
  run

5. テスト後クリーンアップ

sysbench oltp_read_write \
  --db-driver=mysql \
  --mysql-host=... \
  --mysql-user=... \
  --mysql-db=... \
  cleanup

出力結果の解釈

典型的な出力では、以下の項目が表示されます。

SQL statistics：各SQLタイプの実行回数と比率
General statistics：総時間、総イベント数
Latency：最小・平均・最大・95パーセンタイル応答時間
Threads fairness：スレッド間のイベント数・実行時間のばらつき

これらの値を基に、システム構成のボトルネックを特定し、チューニングの効果を検証できます。

タグ: sysbench MySQL ベンチマークパフォーマンステスト OLTP

7月31日 00:12 投稿

異端開発室