【Prometheus】Prometheus的样本

在 Prometheus 中，"样本"（Sample）是指时间序列数据的一个基本单位，包含了某个特定时刻的一个度量值。一个样本由以下几部分组成：

1. 时间戳（Timestamp）

• 样本会记录数据的时间戳，表示这个数据值是在什么时候被采集的。
• Prometheus 会根据配置的抓取间隔定期拉取目标的度量数据。每次采集的数据都会附带一个时间戳，表示数据的时间点。

2. 度量名称（Metric Name）

• 每个样本都关联着一个度量（或指标）名称，这个名称用于描述被监控的事物。例如，http_requests_total（HTTP请求总数）或 cpu_usage（CPU使用率）。

3. 标签（Labels）

• Prometheus 允许你为每个样本添加一组键值对标签，用于进一步细分和过滤数据。标签可以帮助你区分相同名称的不同度量，通常用于区分不同的实例、应用程序、环境、区域等。
• 例如，你可以使用 job="api-server" 和 instance="server1" 等标签来区分同一度量的不同来源。

4. 度量值（Value）

• 每个样本包含一个度量值，即采集到的数值。例如，一个计数器可能表示某个事件发生的次数，或者一个 gauge（仪表）指标可能表示某个资源的当前使用量。

示例：Prometheus 样本的结构

假设我们有一个 HTTP 请求的计数器指标 http_requests_total，用于表示服务接收到的 HTTP 请求总数。这个度量可能会有以下样本数据：

http_requests_total{method="GET", status="200", job="api-server", instance="server1"} 10234 1617902462000

上面的样本表示：

• 度量名称：http_requests_total（HTTP请求总数）
• 标签：method="GET", status="200", job="api-server", instance="server1"
• 值：10234（表示接收到的 HTTP GET 请求的数量）
• 时间戳：1617902462000（这个样本的时间戳，单位为毫秒）

5. Prometheus 中的时间序列

Prometheus 中的时间序列是由一系列带有时间戳的样本组成的。每个时间序列都有一个度量名称和一组标签，而这些标签帮助 Prometheus 区分不同的时间序列。例如，假设有两个不同的 job（如 api-server 和 db-server），它们会有不同的时间序列，尽管它们可能使用相同的指标名称（例如 http_requests_total）。

6. Prometheus 查询语言（PromQL）

Prometheus 查询语言（PromQL）可以用来查询时间序列数据，并操作这些样本。例如，可以查询过去某个时间段内的最大值、平均值、总和等：

• 查询一个时间序列的最新值： http_requests_total{job="api-server", instance="server1"} 这个查询会返回 job="api-server" 和 instance="server1" 下所有 HTTP 请求的最新计数值。
• 查询某个时间段内的总和： sum(http_requests_total{job="api-server"}) by (status) 这条查询会返回 job="api-server" 下按 status 标签汇总的 HTTP 请求总数。
• 查询某个时间段内的最大值： max_over_time(http_requests_total[1h]) 这个查询会返回过去 1 小时内 http_requests_total 指标的最大值。

7. Prometheus 样本的类型

Prometheus 支持多种度量类型，它们定义了样本值的含义和如何增长：

• Counter（计数器）：计数器值只能增加，表示某个事件的累计发生次数（例如 HTTP 请求总数）。
• Gauge（仪表）：仪表可以增加也可以减少，表示一个瞬时的测量值（例如当前 CPU 使用率、内存使用量等）。
• Histogram（分布）：直方图用于表示数据分布，记录某个度量的不同范围值的数量。例如，HTTP 响应时间的分布。
• Summary（概述）：概述也用于表示分布，但它不仅记录范围分布，还提供如百分位数（例如 95% 响应时间）的信息。

示例：不同类型的样本

1. Counter 样本

http_requests_total{method="GET", status="200", job="api-server", instance="server1"} 10234

这个样本表示 http_requests_total 的计数器，当前值为 10234。

2. Gauge 样本

cpu_usage{job="api-server", instance="server1"} 0.75

这个样本表示 cpu_usage（CPU 使用率）为 0.75，即 75%。

3. Histogram 样本

http_request_duration_seconds_bucket{le="0.1", job="api-server", instance="server1"} 300 http_request_duration_seconds_bucket{le="0.2", job="api-server", instance="server1"} 500

这表示 http_request_duration_seconds（HTTP 请求时长）的直方图数据：在 0.1 秒内完成的请求有 300 个，在 0.2 秒内完成的请求有 500 个。

4. Summary 样本

http_request_duration_seconds_sum{job="api-server", instance="server1"} 350 http_request_duration_seconds_count{job="api-server", instance="server1"} 500

这个样本表示 http_request_duration_seconds 的总结：所有请求的总时长为 350 秒，总请求数为 500。

总结：

在 Prometheus 中，样本 是一个时间序列的基本单位，由度量名称、标签、数值和时间戳组成。Prometheus 通过这种方式存储和管理大量的度量数据，从而使得我们能够对系统进行详细的监控和查询。通过 PromQL 查询语言，我们可以灵活地提取和分析这些样本数据，帮助我们更好地理解系统的健康状况和性能瓶颈。