数据模型

在开始学习 PromQL 的知识之前，我们先重新来熟悉下 Prometheus 的数据模型

Prometheus 会将所有采集到的样本数据以时间序列的方式保存在内存数据库中，并且定时保存到硬盘上。时间序列是按照时间戳和值的序列顺序存放的，我们称之为向量(vector)，每条时间序列通过指标名称(metrics name)和一组标签集(labelset)命名。如下所示，可以将时间序列理解为一个以时间为 X 轴的数字矩阵： 

在时间序列中的每一个点称为一个样本（sample），样本由以下三部分组成：

• 指标(metric)：指标名和描述当前样本特征的标签集合
• 时间戳(timestamp)：一个精确到毫秒的时间戳
• 样本值(value)： 一个 float64 的浮点型数据表示当前样本的值

 如下所示：

 在形式上，所有的指标都通过如下格式表示：

<metric name>{<label name> = <label value>, ...}

• 指标的名称可以反映被监控样本的含义（比如，http*request_total 表示当前系统接收到的 HTTP 请求总量）。指标名称只能由 ASCII 字符、数字、下划线以及冒号组成并必须符合正则表达式[a-zA-Z*:]a-zA-Z0-9\*:]\*。
• 标签(label)反映了当前样本的特征维度，通过这些维度 Prometheus 可以对样本数据进行过滤，聚合等。标签的名称只能由 ASCII 字符、数字以及下划线组成并满足正则表达式 [a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*。

注意：在 TSDB 内部，指标名称也只是一个特殊的标签，标签名为 __name__，由于这个标签在 PromQL 中随时都会使用，所以在使用 PromQL 查询的时候就被单独写在了标签列表前面了。另外像 method="" 这样的空标签在 Prometheus 种相当于一个不存在的标签，在 Prometheus 代码里面是明确地剥离了空标签的，并不会存储它们。 

每个不同的 metric_name和 label 组合都称为时间序列，在 Prometheus 的表达式语言中，表达式或子表达式包括以下四种类型之一：

• 瞬时向量（Instant vector）：一个时间序列，每个时间序列包含单个样本，它们共享相同的时间戳。也就是说，表达式的返回值中只会包含该时间序列中的最新的一个样本值。而相应的这样的表达式称之为瞬时向量表达式。(实时查询到的值，不是一个范围，只是一个样本值)
• 区间向量（Range vector）：一组时间序列，每个时间序列包含一段时间范围内的样本数据，这些是通过将时间选择器附加到方括号中的瞬时向量（例如[5m]5 分钟）而生成的。
• 标量（Scalar）：一个简单的数字浮点值。
• 字符串（String）：一个简单的字符串值。 

所有这些指标都是 Prometheus 定期从 metrics 接口那里采集过来的。采集的间隔时间的设置由 prometheus.yml 配置中的 scrape_interval 指定。最多抓取间隔为 30 秒，这意味着至少每 30 秒就会有一个带有新时间戳记录的新数据点，这个值可能会更改，也可能不会更改，但是每隔 scrape_interval 都会产生一个新的数据点。