Prometheus监控学习笔记之在 HTTP API 中使用 PromQL

 

0x00 概述

Prometheus 当前稳定的 HTTP API 可以通过 /api/v1 访问。

 

0x01 API 响应格式

Prometheus API 使用了 JSON 格式的响应内容。 当 API 调用成功后将会返回 2xx 的 HTTP 状态码。

反之，当 API 调用失败时可能返回以下几种不同的 HTTP 状态码：

• 404 Bad Request ：当参数错误或者缺失时。

• 422 Unprocessable Entity : 当表达式无法执行时。

• 503 Service Unavailable : 当请求超时或者被中断时。

所有的 API 请求返回的格式均使用以下的 JSON 格式：

{
"status": "success" | "error",
"data": <data>,
// Only set if status is "error". The data field may still hold
// additional data.
"errorType": "<string>",
"error": "<string>"
}

输入时间戳可以由 RFC3339 格式或者 Unix 时间戳提供，后面可选的小数位可以精确到亚秒级别。输出时间戳以 Unix 时间戳的方式呈现。

查询参数名称可以用中括号 [] 重复次数。<series_selector> 占位符提供像 http_requests_total 或者 http_requests_total{method=~"(GET|POST)"} 的 Prometheus 时间序列选择器，并需要在 URL 中编码传输。

<duration> 占位符指的是 [0-9]+[smhdwy] 形式的 Prometheus 持续时间字符串。例如：5m 表示 5 分钟的持续时间。

<bool> 提供布尔值（字符串 true 和 false）。

 

0x02 表达式查询

通过 HTTP API 我们可以分别通过 /api/v1/query 和 /api/v1/query_range 查询 PromQL 表达式当前或者一定时间范围内的计算结果。

瞬时数据查询

通过使用 QUERY API 我们可以查询 PromQL 在特定时间点下的计算结果。

 

GET /api/v1/query

URL 请求参数：

• query=<string> : PromQL 表达式。

• time=<rfc3339 | unix_timestamp> : 用于指定用于计算 PromQL 的时间戳。可选参数，默认情况下使用当前系统时间。

• timeout=<duration> : 超时设置。可选参数，默认情况下使用全局设置的参数 -query.timeout。

如果 time 参数缺省，则使用当前服务器时间。

当 API 调用成功后，Prometheus 会返回 JSON 格式的响应内容，格式如上小节所示。并且在 data 部分返回查询结果。data 部分格式如下：

{
"resultType": "matrix" | "vector" | "scalar" | "string",
"result": <value>
}

<value> 指的是查询结果数据，具体的格式取决于 resultType，不同的结果类型，会有不同的结果数据格式。参考 响应数据格式。

例如使用以下表达式查询表达式 up 在时间点 2015-07-01T20:10:51.781Z 的计算结果：

$ curl 'http://localhost:9090/api/v1/query?query=up&time=2015-07-01T20:10:51.781Z'
{
"status" : "success",
"data" : {
"resultType" : "vector",
"result" : [
{
"metric" : {
"__name__" : "up",
"job" : "prometheus",
"instance" : "localhost:9090"
},
"value": [ 1435781451.781, "1" ]
},
{
"metric" : {
"__name__" : "up",
"job" : "node",
"instance" : "localhost:9100"
},
"value" : [ 1435781451.781, "0" ]
}
]
}
}

 

区间数据查询

使用 QUERY_RANGE API 我们则可以直接查询 PromQL 表达式在一段时间返回内的计算结果。

 

GET /api/v1/query_range

URL 请求参数：

• query=<string> : PromQL 表达式。

• start=<rfc3339 | unix_timestamp> : 起始时间戳。

• end=<rfc3339 | unix_timestamp> : 结束时间戳。

• step=<duration | float> : 查询时间步长，时间区间内每 step 秒执行一次。

• timeout=<duration> : 超时设置。可选参数，默认情况下使用全局设置的参数 -query.timeout。

当使用 QUERY_RANGE API 查询 PromQL 表达式时，返回结果一定是一个区间向量：

{
"resultType": "matrix",
"result": <value>
}

[info] 注意

在 QUERY_RANGE API 中 PromQL 只能使用瞬时向量选择器类型的表达式。

对于 <value> 占位符的格式，详见 区间向量查询结果格式。

例如使用以下表达式查询表达式 up 在 30 秒范围内以 15 秒为间隔计算 PromQL 表达式的结果。

$ curl 'http://localhost:9090/api/v1/query_range?query=up&start=2015-07-01T20:10:30.781Z&end=2015-07-01T20:11:00.781Z&step=15s'
{
"status" : "success",
"data" : {
"resultType" : "matrix",
"result" : [
{
"metric" : {
"__name__" : "up",
"job" : "prometheus",
"instance" : "localhost:9090"
},
"values" : [
[ 1435781430.781, "1" ],
[ 1435781445.781, "1" ],
[ 1435781460.781, "1" ]
]
},
{
"metric" : {
"__name__" : "up",
"job" : "node",
"instance" : "localhost:9091"
},
"values" : [
[ 1435781430.781, "0" ],
[ 1435781445.781, "0" ],
[ 1435781460.781, "1" ]
]
}
]
}
}

 

0x03 查询元数据

通过标签选择器查找时间序列

以下表达式返回与特定标签集匹配的时间序列列表：

 

GET /api/v1/series

URL 请求参数：

• match[]=<series_selector> : 表示标签选择器是 series_selector。必须至少提供一个 match[] 参数。

• start=<rfc3339 | unix_timestamp> : 起始时间戳。

• end=<rfc3339 | unix_timestamp> : 结束时间戳。

返回结果的 data 部分，是由 key-value 键值对的对象列表组成的。

例如使用以下表达式查询表达式 up 或 process_start_time_seconds{job="prometheus"} 的计算结果：

$ curl -g 'http://localhost:9090/api/v1/series?match[]=up&match[]=process_start_time_seconds{job="prometheus"}'
{
"status" : "success",
"data" : [
{
"__name__" : "up",
"job" : "prometheus",
"instance" : "localhost:9090"
},
{
"__name__" : "up",
"job" : "node",
"instance" : "localhost:9091"
},
{
"__name__" : "process_start_time_seconds",
"job" : "prometheus",
"instance" : "localhost:9090"
}
]
}

 

查询标签值

下面这个例子返回了带有指定标签的的时间序列列表：

 

GET /api/v1/label/<label_name>/values

返回结果的 data 部分是一个标签值列表。例如，以下表达式返回结果的 data 部分是标签名称为 job 的所有标签值：

$ curl http://localhost:9090/api/v1/label/job/values
{
"status" : "success",
"data" : [
"node",
"prometheus"
]
}

 

0x04 响应数据格式

表达式查询结果可能会在 data 部分的 result 字段中返回以下的响应值。其中 <sample_value> 占位符是数值样本值。由于 json 不支持特殊浮点值，例如：NaN, Inf, 和 -Inf，所以样本值将会作为字符串（而不是原始数值）来进行传输。

区间向量

当返回数据类型 resultType 为 matrix 时，result 响应格式如下：

[
{
"metric": { "<label_name>": "<label_value>", ... },
"values": [ [ <unix_time>, "<sample_value>" ], ... ]
},
...
]

其中 metrics 表示当前时间序列的特征维度，values 包含当前事件序列的一组样本。

 

瞬时向量

当返回数据类型 resultType 为 vector 时，result 响应格式如下：

[
{
"metric": { "<label_name>": "<label_value>", ... },
"value": [ <unix_time>, "<sample_value>" ]
},
...
]

其中 metrics 表示当前时间序列的特征维度，values 包含当前事件序列的一组样本。

 

标量

当返回数据类型 resultType 为 scalar 时，result 响应格式如下：

[ <unix_time>, "<scalar_value>" ]

由于标量不存在时间序列一说，因此 result 表示为当前系统时间一个标量的值。

 

字符串

当返回数据类型 resultType 为 string 时，result 响应格式如下：

[ <unix_time>, "<string_value>" ]

字符串类型的响应内容格式和标量相同。