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一、简介
PromQL是Prometheus提供的一个函数式的表达式语言，可以使用户实时地查找和聚合时间序列数据。表达式计算结果可以在图表中展示，也可以在 Prometheus表达式浏览器中以表格形式展示，或者作为数据源，以HTTP API的方式提供给外部系统使用。PromQL虽然以QL结尾，但是它不是类似SQL的语言，因为在时间序列上执行计算类型时，SQL语言相对缺乏表达能力。而PromQL语言表达能力非常丰富，可以使用标签进行任意聚合，还可以使用标签将不同的标签连接到一起进行算术运算操作。内置了时间和数学等很多函数可以使用。
二、 PromQL语法
2.1、表达式值类型
PromQL表达式或子表达式可以得到四种类型的值
1、瞬时向量 (Instant vector): 一组样本值，所有样本值共享时间序列（时间戳相同）
2、区间向量 (Range vector): 一组一段时间范围类的样本值
3、标量（Scalar），一个固定的浮点数，-x.y 、n.m格式
4、字符串 (String): 一个字符类型的值，可以使用单引号、双引号、反引号包裹，遵循goalng语法的转义规则
2.1、时序选择器
2.2.1、瞬时向量选择器
瞬时向量选择器用来选择一组时序在某个采样点的采样值。最简单的情况就是指定一个度量指标，选择出所有属于该度量指标的时序的当前采样值。
比如下面的表达式：
probe_success
probe_success{
job="kube-service-http-probe", url="https://help.baidu.com/question?prod_id=1"}
probe_success{
job="kube-service-http-probe", url=~".*help.baidu.com.*"}
apiserver_audit_event_total{
job=~"kube-apiserver|kube-controller-manager|kube-scheduler",cluster="k8s-sdjw-pro"}
匹配标签值时可以是等于，也可以使用正则表达式。总共有下面几种匹配操作符：
=：完全相等
!=： 不相等
=~： 正则表达式匹配
!~： 正则表达式不匹配
2.2.2、区间向量选择器
区间向量选择器类似于瞬时向量选择器，不同的是它选择的是过去一段时间的采样值。可以通过在瞬时向量选择器后面添加包含在 [] 里的时长来得到区间向量选择器。比如下面的表达式选出了所有度量指标为 apiserver_request_total 且resource是pod的时序在过去 1 分钟的采样值。
apiserver_request_total{
job="kube-apiserver",resource="pods"}[1m]
时长的单位可以是下面几种之一
s：seconds
m：minutes
h：hours
d：days
w：weeks
y：years
2.2.3、偏移向量选择器
前面介绍的选择器默认都是以当前时间为基准时间，偏移修饰器用来调整基准时间，使其往前偏移一段时间。偏移修饰器紧跟在选择器后面，使用offset来指定要偏移的量。比如下面的表达式选择度量名称为 apiserver_request_total的所有时序在5分钟前的采样值。
apiserver_request_total{
job="kube-apiserver",resource="pods"} offset 5m
下面的表达式选择 apiserver_request_total度量指标在1周前的这个时间点过去5分钟的采样值
apiserver_request_total{
job="kube-apiserver",resource="pods"} [5m] offset 1w
三、PromQL操作符
3.1、二元操作符
3.1.1、算术类二元操作符
算术类二元操作符有以下几种:
+：加
-：减
*：乘
/：除
%：求余
^：乘方
3.1.2、比较类二元操作符
比较类二元操作符有以下几种：
== (equal)
!= (not-equal)
> (greater-than)
< (less-than)
>= (greater-or-equal)
<= (less-or-equal)
3.1.3、逻辑类二元操作符
逻辑操作符仅用于向量与向量之间：
and：交集
or：合集
unless：补集
具体运算规则如下：
vector1 and vector2的结果由在vector2里有匹配（标签键值对组合相同）元素的2. vector1 里的元素组成。
vector1 or vector2的结果由所有vector1里的元素加上在vector1 里没有匹配（标签键值对组合相同）元素的vector2里的元素组成。
vector1 unless vector2 的结果由在vector2里没有匹配（标签键值对组合相同）元素的vector1 里的元素组成。
3.1.4、二元操作符优先级
PromQL 的各类二元操作符运算优先级如下：
^
*, /, %
+, -
==, !=, <=, <, >=, >
and, unless
or
3.2、聚合操作符
PromQL的聚合操作符用来将向量里的元素聚合得更少。总共有下面这些聚合操作符：
sum：求和
min：最小值
max：最大值
avg：平均值
stddev：标准差
stdvar：方差
count：元素个数
count_values：等于某值的元素个数
bottomk：最小的 k 个元素
topk：最大的 k 个元素
quantile：分位数
四、PromQL函数
Prometheus 内置了一些函数来辅助计算，下面介绍一些典型的：
abs()：绝对值
sqrt()：平方根
exp()：指数计算
ln()：自然对数
ceil()：向上取整
floor()：向下取整
round()：四舍五入取整
delta()：计算区间向量里每一个时序第一个和最后一个的差值
sort()：排序
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