子查询支持

简介

正如标题所示，子查询是查询的一部分，它允许您在查询中执行范围查询，这是以前不可能的。这是一项长期存在的功能请求：prometheus/prometheus/1227。

支持子查询的拉取请求最近已合并到 Prometheus 中，并将在 Prometheus 2.7 中提供。下面让我们了解更多信息。

动机

有时，您可能希望使用较低分辨率/范围（例如 5m）的 rate 来发现问题，同时为较高范围（例如 max_over_time 对于 1h）聚合此数据。

以前，以上情况对于单个 PromQL 查询是不可能的。如果您想对查询进行范围选择以用于警报规则或绘图，则需要基于该查询创建记录规则，并对记录规则创建的指标执行范围选择。示例：max_over_time(rate(my_counter_total[5m])[1h])。

当您想快速获取跨越几天或几周的数据结果时，可能需要等待相当长的时间，直到您的记录规则中有足够的数据才能使用。忘记添加记录规则可能会令人沮丧。为查询的每个步骤创建记录规则也很繁琐。

有了子查询支持，所有的等待和沮丧都迎刃而解。

子查询

子查询类似于 /api/v1/query_range API 调用，但嵌入在即时查询中。子查询的结果是一个范围向量。

Prometheus 团队在慕尼黑举行的 2018 年 Prometheus 开发者峰会上就子查询的语法达成了共识。这些是峰会关于子查询支持的笔记，以及用于实现子查询支持的语法设计的简要设计文档。

<instant_query> '[' <range> ':' [ <resolution> ] ']' [ offset <duration> ]
  • <instant_query> 等同于 /query_range API 中的 query 字段。
  • <range> 和 offset <duration> 类似于范围选择器。
  • <resolution> 是可选的，它等同于 /query_range API 中的 step。

当未指定分辨率时，全局评估间隔将作为子查询的默认分辨率。此外，子查询的步长是独立对齐的，不依赖于父查询的评估时间。

示例

min_over_time 函数内部的子查询返回 http_requests_total 指标在过去 30 分钟内的 5 分钟速率，分辨率为 1 分钟。这等同于一个 /query_range API 调用，其中 query=rate(http_requests_total[5m]), end=<now>, start=<now>-30m, step=1m，并取所有接收值的最小值。

min_over_time( rate(http_requests_total[5m])[30m:1m] )

分解

  • rate(http_requests_total[5m])[30m:1m] 是子查询，其中 rate(http_requests_total[5m]) 是要执行的查询。
  • rate(http_requests_total[5m]) 从 start=<now>-30m 执行到 end=<now>，分辨率为 1m。请注意，start 时间与步长 1m 独立对齐（对齐的步长为 0m 1m 2m 3m ...）。
  • 最后，以上所有评估的结果都传递给 min_over_time()。

下面是一个嵌套子查询和使用默认分辨率的示例。最内层的子查询获取 distance_covered_meters_total 在一个时间范围内的速率。我们使用它来获取这些速率的 deriv()，同样也是在一个时间范围内。最后取所有导数的最大值。请注意，最内层子查询的 <now> 时间是相对于外层子查询 deriv() 的评估时间。

max_over_time( deriv( rate(distance_covered_meters_total[1m])[5m:1m] )[10m:] )

在大多数情况下，您将需要默认评估间隔，这是规则默认评估的间隔。自定义分辨率在您希望计算频率较低/较高的情况下很有帮助，例如您可能希望计算频率较低的昂贵查询。

结语

尽管子查询替代记录规则非常方便，但不必要地使用它们会对性能产生影响。出于效率考虑，重量级的子查询最终应转换为记录规则。

也不建议在记录规则内包含子查询。如果确实需要在记录规则中使用子查询，不如创建更多的记录规则。