PromQL是Prometheus内置的数据查询DSL(Domain Specific Language)语言,其提供对时间序列丰富的查询功能,聚合以及逻辑运算能力的支持。当前,PromQL被广泛应用在Prometheus的日常使用中,包括数据查询、可视化、告警处理等,可以说,掌握PromQL是熟练使用prometheus的必备条件。

本文将通过Prometheus内置的表达式浏览器来演示PromQL语言的使用,考虑篇幅原因,本次内容会分为两篇文章进行讲解。

# 一. 基础查询

Prometheus的基础查询一般表达式格式为<metric name>{label=value},通过指标名称加标签的方式进行查询,如查看Prometheus更新接口的请求次数。

promhttp_metric_handler_requests_total

查询表达式也可以支持通过指标名称(例如http_request_total),或者一个不会匹配到空字符串的标签过滤器(例如{code="200"})来进行查询。

promhttp_metric_handler_requests_total   #合法
promhttp_metric_handler_requests_total{}  #合法
{handler="/api/v1/query"}   #合法
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PromQL支持使用=和!=两种匹配模式,通过使用label =value 可以查询那些标签满足表达式的时间序列,而与之相反使用label !=value则会排除满足条件的时间序列。以上面的查询为例,假如我们只想关注非正常响应的请求,可使用下列表达式

promhttp_metric_handler_requests_total{code!="200",job="阿里云-演示"}

此时,查询结果会排除code=200的时间序列,并返回其他类型的数据。

除了使用完全匹配的方式的进行查询外,PromQL还支持使用正则表达式作为匹配条件,书写格式为label =~regx,其中~为表示符,regx为正则内容。

promhttp_metric_handler_requests_total{handler=~".*reload"}

如需要同时查询多个接口的时间序列的话,可使用如下正则表达式

promhttp_metric_handler_requests_total{handler=~"/graph|/rules|/metrics"}

# 二. 时间范围查询

在上述的基础查询案例中, 我们通过<metric name>{label=value}方式进行查询时,返回结果中只会包含该时间序列的最新一个值,这样的结果类型称为瞬时向量(instant vector )。除了瞬时向量,PromQL也支持返回时间序列在某个时间范围内的一组数据,这种称为范围向量(range vector )。

范围向量表达式需要定义时间选择的范围,时间范围被包含在[]号中,例如查询5分钟内的样本数据,可用下列表达式

promhttp_metric_handler_requests_total{code="200"}[5m]

在Prometheus的表达式浏览器中,我们可以看到,返回的数据包含了5分钟内的所有采样结果。

除了使用m表示分钟以外,PromQL的时间范围选择器支持其它时间单位:

  • s - 秒
  • m - 分钟
  • h - 小时
  • d - 天
  • w - 周
  • y - 年

在时间序列的查询上,除了以当前时间为基准,也可以使用offset进行时间位移的操作。如以1小时前的时间点为基准,查询瞬时向量和5分钟内的范围向量:

promhttp_metric_handler_requests_total{code="200"} offset 1h  
promhttp_metric_handler_requests_total{code="200"}[5m] offset 1h
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# 三. 聚合操作

PromQL语言提供了不少内置的聚合操作符,用于对瞬时向量的样本进行聚合操作 ,形成一个新的序列。目前支持的聚合操作符如下:

  • 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)

聚合操作符有非常多的用途,例如可使用sum对返回结果进行汇总,得到一个总值 。

例如要计算所有接口的请求数量总和,可以用如下表达式: sum(promhttp_metric_handler_requests_total{})

使用max,匹配其中样本值为最大的时间序列 max(promhttp_metric_handler_requests_total{})

使用topk ,可显示匹配的前N条时间序列数据 topk(5,promhttp_metric_handler_requests_total{})

在聚合操作中,还可以在表达式中加上without或 by ,其中without用于在计算样本中移除列举的标签,而by正相反,结果向量中只保留列出的标签,其余标签则移除。

sum(promhttp_metric_handler_requests_total{}) without (code,handler,job) 
sum(promhttp_metric_handler_requests_total{}) by (instance)
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上次更新: 2022/5/17 11:31:39