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Prometheus-的-Metrics-与-PromQL-的使用参考

jiezi

前段时间使用 Prometheus，其中的 PromQL 还是很厉害的查询语法，现在总结下其中的数据查询规则。为了能够帮助用户理解和区分这些不同监控指标之间的差异，Prometheus 定义了 4 种不同的指标类型 (metric type)：Counter（计数器）、Gauge（仪表盘）、Histogram（直方图）、Summary（摘要）。

返回的样本数据中，其注释中也包含了该样本的类型。例如：

# HELP node_cpu Seconds the cpus spent in each mode.
# TYPE node_cpu counter
node_cpu{cpu="cpu0",mode="idle"} 362812.7890625

Counter：只增不减的计数器

Counter 类型的指标其工作方式和计数器一样，只增不减（除非系统发生重置）。常见的监控指标，如 http_requests_total，node_cpu 都是 Counter 类型的监控指标。一般在定义 Counter 类型指标的名称时推荐使用_total 作为后缀。

样记录值：每个时刻对应的总数，因此随着时间增加该值递增或不变。

Counter 的应用

最近 10 分钟 cpu 时间增加量：

increase(node_cpu_seconds_total[10m])

最近 10 分钟 cpu 的增长率（增量 / 时间间隔）：

rate(node_cpu_seconds_total[10m])

最近 10 分钟 cpu 的增长率（该时间段的最后两个值之差 / 时间间隔）：i

irate(node_cpu_seconds_total[10m])

cpu 时间排名前 10 的：

topk(10,node_cpu_seconds_total)

Gauge：可增可减的仪表盘

与 Counter 不同，Gauge 类型的指标侧重于反应系统的当前状态。因此这类指标的样本数据可增可减。常见指标如：node_memory_MemFree（主机当前空闲的内容大小）、node_memory_MemAvailable（可用内存大小）都是 Gauge 类型的监控指标。

样记录值：每个抓取时刻对应的设置值，因此没有设置值即 0。

Gauge 的应用

Gauge 用法比较单一，一般直接展示即可，也可做预测。

最近 10 分钟的变化情况 ：

delta(node_load1[10m])

预测系统磁盘空间在 4 个小时之后的剩余情况：

predict_linear(node_filesystem_free{job="node"}[1h], 4 * 3600)

Histogram 和 Summary 分析数据分布情况

Histogram 和 Summary 主用用于统计和分析样本的分布情况。

这两个指标类型拥有 Counter 的全部功能，都有_sum 记录值之和，_count 记录值的个数，其独特的功能是拥有获取数据分布情况的能力。

Histogram

  • 由 Prometheus server 计算分布，这也是使用 Histogram 的情况比 Summary 多的原因。
  • 分桶标签‘le’
  • 使用 quantile 函数查看分为数值

metrics 样例 

# HELP ts_http_seconds_bucket web http response time in seconds
# TYPE ts_http_seconds_bucket histogram
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="1"} 0
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="2"} 0
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="4"} 0
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="8"} 0
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="16"} 0
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="32"} 0
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="64"} 0
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="128"} 0
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="512"} 0
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="1024"} 877
ts_http_seconds_bucket_bucket{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200",le="+Inf"} 1062
ts_http_seconds_bucket_sum{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200"} 1.19617e+06
ts_http_seconds_bucket_count{error="false",method="put",path="/app/tri",serverName="Java-application",stage="beta",statusCode="200"} 1062

Summary

  • 由 Prometheus client 计算分布
  • 分布标签 ‘quantile’

metrics 样例 

# HELP go_gc_duration_seconds A summary of the pause duration of garbage collection cycles.
# TYPE go_gc_duration_seconds summary
go_gc_duration_seconds{quantile="0"} 1.161e-05
go_gc_duration_seconds{quantile="0.25"} 2.1318e-05
go_gc_duration_seconds{quantile="0.5"} 3.4168e-05
go_gc_duration_seconds{quantile="0.75"} 5.7184e-05
go_gc_duration_seconds{quantile="1"} 0.000319401
go_gc_duration_seconds_sum 0.720901663
go_gc_duration_seconds_count 15197

内置基础统计函数

  • sum (求和)
  • min (最小值)
  • max (最大值)
  • avg (平均值)
  • stddev (标准差)
  • stdvar (标准方差)
  • count (计数)
  • count_values (对 value 进行计数)
  • bottomk (后 n 条时序)
  • topk (前 n 条时序)
  • quantile (分位数)

都是基于瞬时向量计算。比如 sum 函数，返回当前指标所选序当前时刻的最大值。其余函数同理。

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