一.概述
Prometheus提供了一种功能强大的表达式语言PromQL（Prometheus Query Language）。PromQL允许用户实时选择和汇聚时间序列数据，是Prometheus自已开发的数据查询DSL语言，使用这个查询语言能够进行各种聚合、分析和计算。
时序数据库(Time Series Database, TSDB)用于保存时间序列(按时间顺序变化)的海量数据，是一种高性能、低成本、稳定可靠的专业化数据库。它可以提供高效的读写、高压缩比低成本存储、降精度、插值、多维聚合计算和查询功能，解决由于设备采集点数据量巨大、数据采集频率高而造成的存储成本高、写入和查询分析低的问题。
时间序列数据的特别如下：
1）数据写入特点------写入平稳，持续，高并发高吞吐，写多读少，在写操作上时序数据能达到95%以上;无更新，实时写入最近生成的数据。
2）数据查询特点------按时间范围读取一段时间的数据; 对最近生成的数据读取概率高，对历史数据查询概率低；按照数据点的不同密集实现多精度查询。
3）数据存储特点-----数据存储量比较大；具有时效性，数据通常会有一个保存周期；多精度数据存储。
对时序数据库的基本要求如下：
1）能够支撑高并发，高吞吐的写入。
2）交互级的聚合查询，能够达到低查询延迟。
3）依据场景设计可以支撑海量数据存储。
4）在线应用服务场景中，需要高可用架构支撑。
二.数据模型和数据类型
Prometheus与其它主流TSDB一样，在数据模型的核心定义上，一条Prometheus数据会包含一个指标名称(metric)和一个或多个标签(label)以及metric value。 metric name加一组label作为唯一标识来定义time series，也就是时间线。在查询时，支持根据标签条件查找 time series，支持简单的条件也支持复杂的条件。
1）数据模型
# TYPE net_conntrack_dialer_conn_failed_total counter
net_conntrack_dialer_conn_failed_total{dialer_name="alertmanager",reason="refused"} 0
该数据指标类型为：counter，指标名称为：net_conntrack_dialer_conn_failed_total， 标签有dialer_name 和 reason, 该指标值为0
2)数据类型
PromQL数据类型归类为以下四种：
即时向量(instant vector),是指同一时刻的一组时间序列，每个时间序列包含一个样本，所有样本共享相同的时间截，即每个时序只有一个点。
区间向量(range vector),是指在任何一个时间范围内的一组时间序列。包含每个时间序列随时间变化的一系列数据点，这时每个时序有多个点。
标量(scalar),即纯量数据，一个简单的数据浮点值，只有一个数字，没有时序。
字符串(string)，一个目前未被使用的简单字符串值。
三.时间序列选择器
1. instant vector selectors
即时向量选择器，它返回查询计算时间之前的最新样本的即时向量，即一个包含零个或多个时间序列的列表。这些时间序列中的每一个都有一个样本，样本包含值和时间截。
下面是最简单的例子，也就是PromQL直接输入监控指标名称，在Graph页面中输入用于target的健康检查的 UP表达式，点击Execute进行查询，如下所示：
这时也可以指定某个label进行查询，如下所示：
以上就是instant vector selectors写法，这里仅仅使用"="号，除此之处还可以对标签值进行反向匹配,或者将标签值与正则表达式进行匹配，下面列出的匹配的运算符：
| 运算符 | 描述 |
| = | 相等匹配模式，例如:job="canal" |
| !~ | 反向匹配模式，例如：job!="canal" |
| =~ | 正则表达式匹配模式，例如: job=~"node_.*" (.*)前缀匹配,当然也可以后缀匹配 |
| !~ | 反向正则表达式匹配模式，例如job!~"nginx-.*" |
2. Range Vector Selectors
区间向量选择器可以为每个时间序列返回许多样本。从语法上看，范围持续时间被添加到向量选择器未尾的方括号[ ]中，用来获取过去一段时间范围内的样本数据。如下所示：
在过去一分钟内有3个样本，除了m表示分钟，s秒，h小时，d天，w周，y年。
在即时向量和区间向量表达式中，都以当前时间作为基准，例如指标process_resident_memory_bytes 内存使用量的变化：
上图15分钟内的指标内存值， [email protected]， @前的是指标值， @后的是指时间截。
如果想查询15分钟前的即时样本数据，或昨天一天内的样本数据时，就需要使用时间偏移操作了，关键字为offest,。
四.聚合操作
Prometheus为使用者提供了内置的聚合操作符，这些聚合操作符仅仅适用于单个即时向量进行聚合操作,如下图所示：
语法中的without关键字可以把列出的标签从计算结果中删除，而其他未列出的标签被保留输出，上面没有了标签为instance的。
下面是用的by关键字，正好与without相反，是列出标签包含instance的，如下所示：
除了sum，还有max, min,avg,stddev,stdvar,count,count_values,bottomk,topk,quantile
五.PromQL 运算符
1. 算术运算符
+ ，- ，* ，/，%，^（幂运算）
如下图所示，将样本从字节转成MB，新的时间序列不会包含指标名称
下图是二个指标相加，新的时间序列不会包含指标名称
2.关系运算符
6种关系运算符 == 相等、 !=不相等， >大于，<小于，>=大于等于， <=小于等于。
如下图所示：
标签：样本,查询,Prometheus,PromQL,时间,序列,数据 From： https://www.cnblogs.com/MrHSR/p/16737861.html