PromQL之函数
Prometheus 版本 2.41.0
PromQL 聚合函数
PromQL 的聚合函数只能用于瞬时向量，支持的聚合函数有：
- sum 求和
- min 最小值
- max 最大值
- avg 平均值
- group 分组，并设置值为1
- stddev 标准差
- stdvar 标准差异
- count 计数
- count_values 对value进行计数
- bottomk 样本值最小的k个元素
- topk 样本值最大的k个元素
- quantile 分布统计
另外通过 without 和 by 可以保留不同纬度的数据。
语法：
<aggr-op> [without|by (<label list>)] ([parameter,] <vector expression>)或者
<aggr-op>([parameter,] <vector expression>) [without|by (<label list>)]without
删除指定标签，保留剩余标签
示例： 原始数据：
删除 instance 标签，保留其他的标签
sum(jvm_memory_used_bytes) without(instance)
without 不包含标签，与jvm_memory_used_bytes 等价
sum(jvm_memory_used_bytes) without()
without 生成的是一个基于原始指标聚合计算后的新指标
by
保留指定标签，删除其他标签
示例： 只保留 instance 标签
sum(jvm_memory_used_bytes) by(instance)
by 不包含标签，跟 sum(jvm_memory_used_bytes) 等价
sum(jvm_memory_used_bytes) by()
by 生成的是一个基于原始指标聚合计算后的新指标
sum
最常见的聚合函数，将分组中所有值相加并返回。
示例： 计算每个应用的已占用的堆内存和非堆内存,单位MB
sum(jvm_memory_used_bytes) by(application,area) /1024 /1024
看到consumer 应用的堆占用内存为 141MB，我们不使用by 来查询一下，比较下两者：
sum(jvm_memory_used_bytes{application="consumer",area="heap"}) / 1024 /1024
同样 consumer 应用的堆占用内存为 141MB
min
返回分组内的最小值作为这个分组的返回值
示例： 返回堆内存占用最小的样本，单位MB
min(jvm_memory_used_bytes{area="heap"}) /1024 /1024
max
返回分组内最大值
示例： 返回堆内存占用最大的样本，单位MB
max(jvm_memory_used_bytes{area="heap"}) /1024 /1024
avg
返回分组内时间序列的平均值
示例： 返回应用在1分钟内 堆占用内存的平均值，单位MB
avg(jvm_memory_used_bytes{area="heap"}) without(id) / 1024 /1024
group
设置分组内时间序列的值为1
示例：
group(jvm_memory_used_bytes{area="heap"}) without(id)
使用group 可以在只关心分组，而不关注聚合后的值，在这种场景下使用
stddev
标准差，又称为方差，是离均差平方的算术平均数的平方根。在概率统计中，常使用标准差来统计分布程度。
stdvar
在数学中称为方差，用于衡量随机变量或一组数据的离散程度。
count
对分组中的时间序列数目进行求和
quantile
示例： 返回在线微服务的数量
count(up == 1)
count_values
表示时间序列中每一个样本值出现的次数
示例： 计算 样本值 出现的次数
使用 up == 1, 看到 样本值1 出现了2次
使用
count_values("count", up == 1)
后的结果如下：
常用于频率直方图
bottomk
用于对样本值进行排序，然后返回排在后n位的样本值
示例： 返回 接口请求数最多的1次
bottomk(1, http_server_requests_seconds_count)
bottomk 会对结果升序排列
topk
用来对样本值进行排序，然后返回排在前n位的时间序列
示例： 返回接口请求数最多的1次
topk(1, http_server_requests_seconds_count)
quantile
用于计算当前样本数据值的分布情况，quantile(分数位)，分数位范围大于0，小于1。
示例： 过去1分钟内，90%的接口，每秒请求数的增长速率
quantile(0.9, rate(http_server_requests_seconds_count[1m]))PromQL 内置函数
Prometheus 提供了大量的内置函数，至2.4.1版本，一共46个函数。
根据函数类型大致可以分成如下几种：
|
类型名称 |
函数 |
|---|---|
|
动态标签 |
label_replace、label_join |
|
数学运算 |
abs、exp、ln、log2、log10、sqrt、ceil、floor、round、clamp_max、clamp_min |
|
类型转换 |
vector、scalar |
|
时间和日期 |
time、minute、hour、month、year、day_of_month、day_of_week、days_in_month、timestamp |
|
多对多逻辑运算 |
absent |
|
排序 |
sort、sort_desc |
|
Counter |
rate、increase、irate、resets |
|
Gauge |
changes、deriv、predict_linear、delta、idelta、holt_winters |
|
Histogram |
histogram_quantile |
|
时间聚合 |
avg_over_time、min_over_time、max_over_time、sum_over_time、count_over_time、quantile_over_time、stddev_over_time、stdvar_over_time |
label_replace
表示通过正则表达式为时间序列添加额外的标签
语法：label_replace(v instant-vector, dst_label string, replacement string, src_label string, regex string)
不会删除指定指标，依次对v中的每一条时间序列进行处理，通过regex匹配src_label的值，如果匹配，则将匹配部分的replacement写入dst_label标签，匹配到的值可以用 1, 2 引用， 1 用第一个匹配的子组替换， 2 用第二个匹配到的子组替换。如果正则表达式不匹配，则时间序列不变。
示例： 从up 的 instance 中匹配到IP 地址，并赋值给新的host标签
label_replace(up, "host", "$1", "instance", "(.*):(.*)")
label_join
将多个标签通过指定分隔符连接起来，写入指定的新标签中
语法： label_join(v instant-vector, dst_label string, separator string, src_label_1 string, src_label_2 string, …)
示例： 将up指标的 job 和 instance 标签通过 “-” 分隔符连接
label_join(up, "combined", "-", "job", "instance")
abs
输入一个瞬时向量，返回所有向量样本的绝对值 语法：abs(v instant-vector)
exp
输入一个瞬时向量，返回各个样本值的e的指数值 语法：exp(v instant-vector)
特殊情况： 指数过大，返回+Inf Exp(+Inf) = +Inf 无法计算指数值，返回NaN Exp(NaN) = NaN
ln
ln函数的功能与exp函数相反，输入一个瞬时向量，返回样本值的自然对数 语法：ln(v instant-vector)
特殊情况： ln(+Inf) = +Inf ln(0) = -Inf ln(x < 0) = NaN ln(NaN) = NaN
log2
输入一个瞬时向量，返回样本值的二进制对数 语法：log2(v instant-vector)
log10
输入一个瞬时向量，返回样本值的十进制对数 语法：log10(v instant-vector)
sqrt
输入一个瞬时向量，返回样本值的平方根 语法：sqrt(v instant-vector)
ceil
输入一个瞬时向量，返回样本值向上四舍五入的整数 语法：ceil(v instant-vector)
floor
输入一个瞬时向量，返回样本值向下四舍五入的整数 语法：floor(v instant-vector)
round
用于返回向量中样本值最接近某个整数的值，两个参数，一个接收瞬时向量，另外一个是标量，默认为1，表示样本返回的是最接近1的整数倍的值，也可以指定为小数，表示返回的是最接近它的整数倍的值。
语法：round(v instant-vector, to_nearest=1 scalar)
示例：
clamp_max
输入一个瞬时向量和标量最大值，如果样本值大于标量最大值max，则返回值max，否则不变，用于限制最大值
语法：clamp_max(v instant-vector, max scalar)
clamp_min
输入一个瞬时向量和标量最小值，如果样本值小于min，则返回min，否则不变，用于限制最小值
语法：clamp_min(v instant-vector, min scalar)
vector
输入一个标量，并返回一个没有标签的标量
语法：vector(s scalar)
scalar
输入一个瞬时向量，如果具有唯一的时间序列，则返回其值作为一个标量，如果样本数量大于1或者等于0，则返回NaN
语法：scalar(v instant-vector)
示例：
time
返回时间戳,并不是当前时间,而是计算表达式时的时间
语法：time()
minute
返回当前UTC时间的分钟部分，结果范围0-59
语法：minute(v=vector(time()) instant-vector)
hour
返回当前UTC时间的小时部分，结果范围0-23
语法：hour(v=vector(time()) instant-vector)
month
返回当前UTC时间的月份，结果范围1-12
语法：month(v=vector(time()) instant-vector)
year
返回当前UTC时间的年份
语法：year(v=vector(time()) instant-vector)
day_of_week
返回当前UTC时间的，星期几，结果范围0-6
语法：day_of_week(v=vector(time()) instant-vector)
day_of_month
返回当前UTC时间的，天，结果范围1-31
语法：day_of_month(v=vector(time()) instant-vector)
days_in_month
返回当前UTC时间，给定时间在一个月中的总天数，返回值28-31
语法：days_in_month(v=vector(time()) instant-vector)
timestamp
返回给定向量中每个样本的时间戳，UTC时间
语法：timestamp(v instant-vector)
absent
如果传递给absent函数的向量具有样本数据，则返回空向量，如果没有样本数据，则返回样本值为1
语法：absent(v instant-vector)
示例：
sort
对向量按元素值升序
语法：sort(v instant-vector)
sort_desc
对向量按元素值降序
rate
计算区间向量v在时间窗口内的平均增长速率
语法：rate(v range-vector)
注意：与聚合函数（比如sum）一起使用时，必须先执行rate，再执行聚合操作。因为重启服务后计数器被重置为0，总和将减少，结果会出现较大的虚假峰值
irate
针对长尾效应提供的高灵敏度函数，用于计算区间向量的增长速率，但是建议在长期告警中使用rate函数，因为irate只能绘制快速变化的计数器
语法：irate(v range-vector)
increase
获取区间向量中第一个和最后一个样本并返回其增长量
语法：increase(v range-vector)
示例： 计算过去一分钟内HTTP请求的增长数 原始数据：