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Prometheus 入门之自定义指标查询技巧

在当今的企业级应用监控领域，Prometheus 凭借其高效、灵活的特点，已经成为众多开发者和运维人员的首选。本文将带您深入了解 Prometheus 的入门知识，并分享一些自定义指标查询的技巧，帮助您快速上手并发挥 Prometheus 的强大功能。

一、Prometheus 基础概念

Prometheus 是一个开源监控系统，主要用于监控服务器、应用程序和基础设施。它通过抓取指标数据，将数据存储在本地时间序列数据库中，并通过灵活的查询语言进行数据分析和可视化。

指标（Metrics）：Prometheus 的核心概念之一，用于描述系统状态或性能的数值。指标通常以键值对的形式表示，例如 http_requests_total{status="200"}。
目标（Targets）：Prometheus 会定期向目标发送 HTTP 请求，获取指标数据。目标可以是主机、容器或任何可以提供指标数据的实体。
抓取（Scrape）：Prometheus 通过抓取目标上的指标数据，并将其存储在本地时间序列数据库中。
规则（Rules）：Prometheus 支持自定义规则，用于处理、转换和存储指标数据。

二、自定义指标查询技巧

使用 Prometheus 查询语言（PromQL）：PromQL 是 Prometheus 的查询语言，用于检索、聚合和转换指标数据。以下是一些常见的查询技巧：
- 基本查询：使用 up 和 down 指标判断目标是否在线。
- 范围查询：使用 range 函数获取一段时间内的指标数据。
- 聚合查询：使用 sum、avg、max 和 min 等函数对指标数据进行聚合。
示例：
```
up               # 查询所有目标的在线状态

up{job="prometheus"}     # 查询 Prometheus 服务的在线状态

up{job="prometheus", instance="localhost:9090"}  # 查询本地 Prometheus 服务的在线状态

range(up[5m])       # 查询过去 5 分钟的在线状态

sum(up{job="prometheus"})  # 查询 Prometheus 服务的在线目标数量
```

使用标签（Labels）进行过滤：标签是 Prometheus 指标的重要属性，用于描述指标的不同维度。通过标签，您可以轻松地对指标进行过滤和分组。

示例：

up{job="prometheus", instance="localhost:9090", role="server"}  # 查询特定角色的 Prometheus 服务的在线状态

up{job="prometheus", instance="localhost:9090", role="server", state="healthy"}  # 查询特定角色和状态的 Prometheus 服务的在线状态

使用告警规则（Alerting Rules）：Prometheus 支持自定义告警规则，当指标超过特定阈值时，会触发告警。

示例：
```
alert: HighCPUUsage

expr: avg(rate(cpu_usage[5m])) > 80

for: 1m
```

利用 Prometheus Operator 进行集群监控：Prometheus Operator 是一个 Kubernetes 的自定义资源，用于简化 Prometheus 集群的部署和管理。

示例：

apiVersion: monitoring.coreos.com/v1

kind: Prometheus

metadata:

  name: my-prometheus

spec:

  serviceMonitor:

    - endpoints:

        - port: 9090

三、案例分析

假设您想监控一个具有多个角色的 Prometheus 服务，以下是一个简单的 Prometheus 配置示例：

scrape_configs:

  - job_name: 'prometheus'

    static_configs:

      - targets: ['localhost:9090']

        labels:

          role: 'server'

          state: 'healthy'



  - job_name: 'alertmanager'

    static_configs:

      - targets: ['localhost:9091']

        labels:

          role: 'alertmanager'

          state: 'healthy'



  - job_name: 'node-exporter'

    static_configs:

      - targets: ['localhost:9100']

        labels:

          role: 'node-exporter'

          state: 'healthy'

通过以上配置，Prometheus 将会抓取不同角色的服务指标，并将其存储在本地时间序列数据库中。您可以使用 PromQL 进行查询和分析，例如：

sum(up{role="server", state="healthy"})  # 查询健康状态的 Prometheus 服务器数量

sum(up{role="alertmanager", state="healthy"})  # 查询健康状态的 Alertmanager 数量

通过以上内容，相信您已经对 Prometheus 的入门知识有了初步的了解。在实际应用中，您可以根据自己的需求进行更深入的探索和实践。