prometheus 原理(架构,promql表达式,描点原理)

2024-03-09 22:04

本文主要是介绍prometheus 原理(架构,promql表达式,描点原理),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

大家好,我是蓝胖子,提到监控指标,不得不说prometheus,今天这篇文章我会对prometheus 的架构设计,promql表达式原理和监控图表的绘图原理进行详细的解释。来让大家对prometheus的理解更加深刻。

架构设计

先来看看,prometheus的架构设计,明白指标的采集方式,存储方式,查询方式。

指标采集方式

指标的采集方式有两种,推(push)和拉(pull)。

prometheus提供了各种exporter,暴露了指标路由,prometheus server可以从指标路由获取该exporter的指标。这边是拉模式。

推送模式是进程主动将指标推送给prometheus服务器,但是在架构设计上并不是直接推送的,如下,是prometheus官网的架构图。推送的指标是推送给了pushgateway,然后prometheus server 从推送网关上面拉取指标信息。像短时定时任务我们可以采用推送模式,推送定时任务相关的指标。

Pasted image 20240228165123.png

存储方式

prometheus 对于指标的存储也是分为了两种,本地远程

prometheus内部提供了TSDB作为对时序数据的存储,同时它也提供了远程写接口,能够将数据写入远端服务器,例如clickhouse,influxdb等。

如果本地存储已经不能满足你的需求😌,那就用remote write吧,选用聚合性能更加的clickhouse或其他列式数据库。

查询方式

prometheus 查询方式除了读取本地的TSDB数据库,也可以配置remote read,远程读,这样能直接从远端读取时序数据。

远程读写的方式相当于prometheus帮助我们对接了远程存储器的存储和查询协议,而我们只用和prometheus打交通即可。

promql 表达式原理

接着介绍下,使用prometheus 时,用到的promql语句,我们通过promql语句从prometheus中对指标进行查询和聚合。

在promql表达式中有四种数据类型

  • Instant vector - 瞬时向量,指的是有相同时间戳的时间序列,因为在同一时刻会有多个指标的样本值产生,所以这里时间序列是多个。
  • Range vector - 范围向量,和瞬时向量不同,这里的时间序列筛选的范围不再是单个的时间戳,而是一个时间范围,指代的是在某个时间范围内的时间序列。
  • Scalar - 数值类型,浮点型
  • String - 字符串类型

我们来看下prometheus 中对函数的描述来更加形象化的理解这几张表达式的数据类型。

floor()

floor(v instant-vector) rounds the sample values of all elements in v down to the nearest integer.

可以看到floor 的参数要求传递的是瞬时向量,接着对于传递的瞬时向量中的每个指标都会执行floor 向下取最接近的整数 这样的逻辑。floor函数返回的结果是瞬时向量,也就是相同时间戳,每个时间序列会有一个向下取整后的value值。

rate()

rate(v range-vector) calculates the per-second average rate of increase of the time series in the range vector.

再来看下对rate函数的描述,rate函数要求传递的参数是范围向量,在promql语句中范围向量的写法是在指标后跟上[],例如 http_requests_total{job=“api-server”}[5m]代表指标名http_requests_total 中job标签是 api-server 的过去5分钟中内的样本。

rate函数的返回是瞬时向量Instant vector

❗️❗️❗️在使用promql表达式画图时,要注意,promql表达式只有最后的结果是即时向量才可以画图。

既然讲到了画图,我们就顺势将prometheus的画图描点的原理介绍下。

描点原理

我们在绘图的时候通常是选择一段时间范围,那么prometheus在收到这个时间范围的时候,如何根据请求的promql语句来绘制图表呢?

prometheus会将整个时间段按step或者也可以叫做interval得到不同的时间戳,这个参数也是用户在绘图的时候传递的。

基于每个时间戳得到每个时间序列的一个描点,得到描点的逻辑则是通过时间戳和promql表达式得到相同时间戳的时间序列值也就是瞬时向量。

最后我再介绍下grafna在绘图的时候两个关于时间范围的选项,作为科普。

grafana 描点选项配置

当前时间为now,假设为11点半点

relative time 选择 1h,那么界面展示的数据为10点半到11点半的数据。

Pasted image 20240227112910.png

选择timeshift则是将面板的结束时间从11点半变为10点半,面板还是按默认的时间间隔显示数据

Pasted image 20240227113008.png

这篇关于prometheus 原理(架构,promql表达式,描点原理)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/792077

相关文章

Java编译生成多个.class文件的原理和作用

《Java编译生成多个.class文件的原理和作用》作为一名经验丰富的开发者,在Java项目中执行编译后,可能会发现一个.java源文件有时会产生多个.class文件,从技术实现层面详细剖析这一现象... 目录一、内部类机制与.class文件生成成员内部类(常规内部类)局部内部类(方法内部类)匿名内部类二、

Python中随机休眠技术原理与应用详解

《Python中随机休眠技术原理与应用详解》在编程中,让程序暂停执行特定时间是常见需求,当需要引入不确定性时,随机休眠就成为关键技巧,下面我们就来看看Python中随机休眠技术的具体实现与应用吧... 目录引言一、实现原理与基础方法1.1 核心函数解析1.2 基础实现模板1.3 整数版实现二、典型应用场景2

Java的IO模型、Netty原理解析

《Java的IO模型、Netty原理解析》Java的I/O是以流的方式进行数据输入输出的,Java的类库涉及很多领域的IO内容:标准的输入输出,文件的操作、网络上的数据传输流、字符串流、对象流等,这篇... 目录1.什么是IO2.同步与异步、阻塞与非阻塞3.三种IO模型BIO(blocking I/O)NI

Java异常架构Exception(异常)详解

《Java异常架构Exception(异常)详解》:本文主要介绍Java异常架构Exception(异常),具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录1. Exception 类的概述Exception的分类2. 受检异常(Checked Exception)

SpringBoot @Scheduled Cron表达式使用方式

《SpringBoot@ScheduledCron表达式使用方式》:本文主要介绍SpringBoot@ScheduledCron表达式使用方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有... 目录Cron 表达式详解1. 表达式格式‌2. 特殊字符解析3. 常用示例‌4. 重点规则5. 动态与复杂场景‌

Spring Boot 集成 Quartz 使用Cron 表达式实现定时任务

《SpringBoot集成Quartz使用Cron表达式实现定时任务》本文介绍了如何在SpringBoot项目中集成Quartz并使用Cron表达式进行任务调度,通过添加Quartz依赖、创... 目录前言1. 添加 Quartz 依赖2. 创建 Quartz 任务3. 配置 Quartz 任务调度4. 启

Spring Boot中定时任务Cron表达式的终极指南最佳实践记录

《SpringBoot中定时任务Cron表达式的终极指南最佳实践记录》本文详细介绍了SpringBoot中定时任务的实现方法,特别是Cron表达式的使用技巧和高级用法,从基础语法到复杂场景,从快速启... 目录一、Cron表达式基础1.1 Cron表达式结构1.2 核心语法规则二、Spring Boot中定

JAVA封装多线程实现的方式及原理

《JAVA封装多线程实现的方式及原理》:本文主要介绍Java中封装多线程的原理和常见方式,通过封装可以简化多线程的使用,提高安全性,并增强代码的可维护性和可扩展性,需要的朋友可以参考下... 目录前言一、封装的目标二、常见的封装方式及原理总结前言在 Java 中,封装多线程的原理主要围绕着将多线程相关的操

kotlin中的模块化结构组件及工作原理

《kotlin中的模块化结构组件及工作原理》本文介绍了Kotlin中模块化结构组件,包括ViewModel、LiveData、Room和Navigation的工作原理和基础使用,本文通过实例代码给大家... 目录ViewModel 工作原理LiveData 工作原理Room 工作原理Navigation 工

Java的volatile和sychronized底层实现原理解析

《Java的volatile和sychronized底层实现原理解析》文章详细介绍了Java中的synchronized和volatile关键字的底层实现原理,包括字节码层面、JVM层面的实现细节,以... 目录1. 概览2. Synchronized2.1 字节码层面2.2 JVM层面2.2.1 ente