一、测试目的

在 MySQL 上线前，使用 fio 模拟 InnoDB 数据库的随机读写负载，验证磁盘 I/O 性能是否满足业务需求。

二、测试环境

项目	信息
操作系统	Linux
磁盘类型	NVMe SSD
测试路径	/home/application/mysql/data/（MySQL 数据目录）
fio 版本	3.29
IO 引擎	libaio
直写模式	O_DIRECT（绕过页缓存）

三、测试参数说明

参数	值	说明
bs	16K	模拟 InnoDB 数据页大小
rw	randrw	随机读写混合
rwmixread	70	70% 读 + 30% 写，贴近典型数据库负载
iodepth	64	I/O 队列深度
numjobs	4	4 个并发进程
runtime	60	持续 60 秒
direct	1	绕过操作系统页缓存，直写磁盘
ioengine	libaio	Linux 异步 I/O

四、测试命令

# 安装 fio（如未安装）
yum install -y fio

# 执行测试（注意：不要在 /tmp 下跑，tmpfs 不支持 O_DIRECT）
fio --name=mysql_test \
    --filename=/home/application/mysql/data/fio_test \
    --size=10G \
    --bs=16k \
    --rw=randrw \
    --rwmixread=70 \
    --iodepth=64 \
    --numjobs=4 \
    --runtime=60 \
    --time_based \
    --group_reporting \
    --ioengine=libaio \
    --direct=1

# 测试完成后清理
rm -f /home/application/mysql/data/fio_test

五、测试结果

5.1 汇总

指标	读	写
IOPS	30,500	13,100
带宽	476 MiB/s	205 MiB/s
平均延迟	2.76 ms	13.1 ms
数据量	27.9 GiB	12.0 GiB

5.2 读延迟分布

百分位	延迟
50% (P50)	2,737 µs (2.7 ms)
90% (P90)	2,999 µs (3.0 ms)
95% (P95)	3,064 µs (3.1 ms)
99% (P99)	3,294 µs (3.3 ms)
99.9% (P999)	4,752 µs (4.8 ms)

5.3 写延迟分布

百分位	延迟
50% (P50)	13,042 µs (13.0 ms)
90% (P90)	13,566 µs (13.6 ms)
95% (P95)	13,829 µs (13.8 ms)
99% (P99)	14,091 µs (14.1 ms)
99.9% (P999)	26,608 µs (26.6 ms)

5.4 磁盘利用率

项目	数值
磁盘利用率	78.1%
总 I/O 请求	1,827,506 读 / 785,644 写
CPU 占用	usr 3.02% / sys 7.90%

六、完整输出记录

mysql_test: (g=0): rw=randrw, bs=(R) 16.0KiB-16.0KiB, (W) 16.0KiB-16.0KiB, (T) 16.0KiB-16.0KiB, ioengine=libaio, iodepth=64
...
fio-3.29
Starting 4 processes
mysql_test: Laying out IO file (1 file / 10240MiB)
Jobs: 4 (f=4): [m(4)][100.0%][r=478MiB/s,w=205MiB/s][r=30.6k,w=13.1k IOPS][eta 00m:00s]
mysql_test: (groupid=0, jobs=4): err= 0: pid=35271: Fri Apr 17 16:10:14 2026
  read: IOPS=30.5k, BW=476MiB/s (499MB/s)(27.9GiB/60008msec)
    slat (usec): min=4, max=10312, avg= 7.58, stdev=21.93
    clat (usec): min=126, max=36792, avg=2755.52, stdev=429.92
     lat (usec): min=132, max=36799, avg=2763.23, stdev=430.14
    clat percentiles (usec):
     |  1.00th=[ 2376],  5.00th=[ 2474], 10.00th=[ 2507], 20.00th=[ 2606],
     | 30.00th=[ 2638], 40.00th=[ 2704], 50.00th=[ 2737], 60.00th=[ 2769],
     | 70.00th=[ 2835], 80.00th=[ 2900], 90.00th=[ 2999], 95.00th=[ 3064],
     | 99.00th=[ 3294], 99.50th=[ 3458], 99.90th=[ 4752], 99.95th=[10028],
     | 99.99th=[20055]
   bw (  KiB/s): min=447200, max=511616, per=100.00%, avg=487655.26, stdev=2644.84, samples=476
   iops        : min=27950, max=31976, avg=30478.45, stdev=165.30, samples=476
  write: IOPS=13.1k, BW=205MiB/s (215MB/s)(12.0GiB/60008msec); 0 zone resets
    slat (usec): min=4, max=11289, avg= 8.48, stdev=36.46
    clat (usec): min=521, max=48732, avg=13113.40, stdev=1007.18
     lat (usec): min=531, max=48740, avg=13122.01, stdev=1005.72
    clat percentiles (usec):
     |  1.00th=[12125],  5.00th=[12387], 10.00th=[12518], 20.00th=[12780],
     | 30.00th=[12911], 40.00th=[13042], 50.00th=[13042], 60.00th=[13173],
     | 70.00th=[13304], 80.00th=[13435], 90.00th=[13566], 95.00th=[13829],
     | 99.00th=[14091], 99.50th=[14222], 99.90th=[26608], 99.95th=[42730],
     | 99.99th=[46924]
   bw (  KiB/s): min=192288, max=217088, per=100.00%, avg=209593.82, stdev=849.83, samples=476
   iops        : min=12018, max=13568, avg=13099.61, stdev=53.11, samples=476
  lat (usec)   : 250=0.01%, 500=0.01%, 750=0.01%, 1000=0.01%
  lat (msec)   : 2=0.03%, 4=69.76%, 10=0.14%, 20=30.00%, 50=0.05%
  cpu          : usr=3.02%, sys=7.90%, ctx=2393432, majf=0, minf=111
  IO depths    : 1=0.1%, 2=0.1%, 4=0.1%, 8=0.1%, 16=0.1%, 32=0.1%, >=64=100.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.1%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=1827506,785644,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=64

Run status group 0 (all jobs):
   READ: bw=476MiB/s (499MB/s), 476MiB/s-476MiB/s (499MB/s-499MB/s), io=27.9GiB (29.9GB), run=60008-60008msec
  WRITE: bw=205MiB/s (215MB/s), 205MiB/s-205MiB/s (215MB/s-215MB/s), io=12.0GiB (12.9GB), run=60008-60008msec

Disk stats (read/write):
    dm-2: ios=1824071/783985, merge=0/0, ticks=5020005/10275664, in_queue=15295669, util=100.00%, aggrios=1827506/785669, aggrmerge=0/11, aggrticks=5031247/10297555, aggrin_queue=15328802, aggrutil=78.10%
  sdb: ios=1827506/785669, merge=0/11, ticks=5031247/10297555, in_queue=15328802, util=78.10%

七、性能参考对照

磁盘类型	随机读 IOPS (16K)	随机写 IOPS (16K)
普通机械盘 HDD	100-300	80-200
SATA SSD	20K-80K	15K-50K
NVMe SSD (PCIe 3.0)	50K-200K	30K-120K
高端 NVMe (PCIe 4.0)	200K-800K	100K-500K
本次测试结果	30,500	13,100

八、结论

1. 随机读性能良好：30,500 IOPS，P99 延迟 3.3ms，满足数据库读场景需求
2. 随机写性能可接受：13,100 IOPS，P99 延迟 14.1ms，写延迟受队列深度影响
3. 磁盘利用率 78.1%：说明在 4 并发 64 队列深度下磁盘压力较大，业务高并发场景需关注
4. 总体评价：该 NVMe SSD 满足中小型数据库业务需求，适合当前 MySQL 部署

九、注意事项

1. 测试路径必须在真实磁盘上：不要在 /tmp（tmpfs 内存文件系统）上跑，会报 O_DIRECT 错误
2. 不要在 MySQL 运行期间测试：避免与业务 I/O 竞争，影响结果准确性
3. 测试文件大小建议 ≥ 内存 2 倍：防止数据完全缓存在内存中导致测试失真
4. 多测几次取平均值：单次测试可能存在偏差
5. 测试前确认磁盘无其他负载：确保结果反映磁盘真实能力