## 操作符 --- ### 二元操作符 Prometheus的查詢語言支持基本的邏輯運算和算術運算。對于兩個瞬時向量, [匹配行為](https://prometheus.io/docs/querying/operators/#vector-matching)可以被改變。 #### 算術二元運算符 在Prometheus系統中支持下面的二元算術操作符： - `+` 加法 - `-` 減法 - `*` 乘法 - `/` 除法 - `%` 模 - `^` 冪等 二元運算操作符支持`scalar/scalar(標量/標量)`、`vector/scalar(向量/標量)`、和`vector/vector(向量/向量)`之間的操作。 在兩個標量之間進行操作符運算，得到的結果也是標量 在向量和標量之間，這個操作符會作用于這個向量的每個樣本值上。例如：如果一個時間序列瞬時向量除以2，操作結果也是一個新的瞬時向量，且度量指標名稱不變, 它是原度量指標瞬時向量的每個樣本值除以2. 在兩個向量之間，一個二元算術操作符作用在左邊瞬時向量的每個樣本值，且該樣本值與操作符右邊能匹配上的樣本值計算，[向量匹配](https://prometheus.io/docs/querying/operators/#vector-matching)。結果寫入到一個沒有度量指標名稱的瞬時向量。 #### 比較二元操作符 在Prometheus系統中，比較二元操作符有： - `==` 等于 - `!=` 不等于 - `>` 大于 - `<` 小于 - `>=` 大于等于 - `<=` 小于等于 比較二元操作符被應用于`scalar/scalar（標量/標量）`、`vector/scalar(向量/標量)`，和`vector/vector（向量/向量）`。比較操作符得到的結果是`bool`布爾類型值，返回1或者0值。 在兩個標量之間的比較運算，bool結果寫入到另一個結果標量中。 瞬時向量和標量之間的比較運算，這個操作符會應用到某個當前時刻的每個時間序列數據上，如果一個時間序列數據值與這個標量比較結果是`false`，則這個時間序列數據被丟棄掉，如果是`true`, 則這個時間序列數據被保留在結果中。 在兩個瞬時向量之間的比較運算，左邊度量指標數據中的每個時間序列數據，與右邊度量指標中的每個時間序列數據匹配，沒有匹配上的，或者計算結果為false的，都被丟棄，不在結果中顯示。否則將保留左邊的度量指標和標簽的樣本數據寫入瞬時向量。 #### 邏輯/集合二元操作符 邏輯/集合二元操作符只能作用在即時向量， 包括： - `and` 交集 - `or` 并集 - `unless` 補集 `vector1 and vector2` 的邏輯/集合二元操作符，規則：`vector1`瞬時向量中的每個樣本數據與`vector2`向量中的所有樣本數據進行標簽匹配，不匹配的，全部丟棄。運算結果是保留左邊的度量指標名稱和值。 `vector1 or vector2`的邏輯/集合二元操作符，規則: 保留`vector1`向量中的每一個元素，對于`vector2`向量元素，則不匹配`vector1`向量的任何元素，則追加到結果元素中。 `vector1 unless vector2`的邏輯/集合二元操作符，又稱差積。規則：包含在`vector1`中的元素，但是該元素不在`vector2`向量所有元素列表中，則寫入到結果集中。 ### 向量匹配 向量之間的匹配是指右邊向量中的每一個元素，在左邊向量中也存在。這里有兩種基本匹配行為特征： - 一對一，找到這個操作符的兩邊向量元素的相同元素。默認情況下，操作符的格式是`vector1 [operate] vector2`。如果它們有相同的標簽和值，則表示相匹配。`ingoring`關鍵字是指，向量匹配時，可以忽略指定標簽。`on`關鍵字是指，在指定標簽上進行匹配。格式如下所示： > [vector expr] [bin-op] ignoring([label list]) [vector expr] > [vector expr] [bin-op] on([lable list]) [vector expr] 例如樣本數據： ``` method_code:http_errors:rate5m{method="get", code="500"} 24 method_code:http_errors:rate5m{method="get", code="404"} 30 method_code:http_errors:rate5m{method="put", code="501"} 3 method_code:http_errors:rate5m{method="post", code="404"} 21 method:http_requests:rate5m{method="get"} 600 method:http_requests:rate5m{method="delete"} 34 method:http_requests:rate5m{method="post"} 120 ``` 查詢例子： > method_code:http_errors:rate5m{code="500"} / ignoring(code) method:http_requests:rate5m 兩個向量之間的除法操作運算的向量結果是，每一個向量樣本http請求方法標簽值是500，且在過去5分鐘的運算值。如果沒有忽略`code="500"`的標簽，這里不能匹配到向量樣本數據。兩個向量的請求方法是`put`和`delete`的樣本數據不會出現在結果列表中 > {method="get"} 0.04 // 24 / 600 > {method="post"} 0.05 // 6 / 120 多對一和一對多的匹配，是指向量元素中的一個樣本數據匹配標簽到了多個樣本數據標簽。這里必須直接指定兩個修飾符`group_left`或者`group_right`， 左或者右決定了哪邊的向量具有較高的子集。 > \<vector expr\> \<bin-op\> ignoring(\<label list\>) group_left(\<label list\>) \<vector expr\> > \<vector expr\> \<bin-op\> ignoring(\<label list\>) group_right(\<label list\>) \<vector expr\> > \<vector expr\> \<bin-op\> on(\<label list\>) group_left(\<label list\>) \<vector expr\> > \<vector expr\> \<bin-op\> on(\<label list\>) group_right(\<label list\>) \<vector expr\> 這個group帶標簽的修飾符標簽列表包含了“一對多”中的“一”一側的額外標簽。對于`on`標簽只能是這些列表中的一個。結果向量中的每一個時間序列數據都是唯一的。 `group`修飾符只能被用在比較操作符和算術運算符。 查詢例子： > method_code:http_errors:rate5m / ignoring(code) group_left method:http_requests:rate5m 在這個例子中，左向量的標簽數量多于左邊向量的標簽數量，所以我們使用`group_left`。右邊向量的時間序列元素匹配左邊的所有相同`method`標簽: > {method="get", code="500"} 0.04 // 24 /600 > {method="get", code="404"} 0.05 // 30 /600 > {method="post", code="500"} 0.05 // 6 /600 > {method="post", code="404"} 0.175 // 21 /600 多對一和一對多匹配應該更多地被謹慎使用。經常使用`ignoring(\<labels\>)`輸出想要的結果。 ### 聚合操作符 Prometheus支持下面的內置聚合操作符。這些聚合操作符被用于聚合單個即時向量的所有時間序列列表，把聚合的結果值存入到新的向量中。 - `sum` (在維度上求和) - `max` (在維度上求最大值) - `min` (在維度上求最小值) - `avg` (在維度上求平均值) - `stddev` (求標準差) - `stdvar` (求方差) - `count` (統計向量元素的個數) - `count_values` (統計相同數據值的元素數量) - `bottomk` (樣本值第k個最小值) - `topk` (樣本值第k個最大值) - `quantile` (統計分位數) 這些操作符被用于聚合所有標簽維度，或者通過`without`或者`by`子句來保留不同的維度。 > \<aggr-op\>([parameter,] \<vector expr\>) [without | by (\<label list\>)] [keep_common] `parameter`只能用于`count_values`, `quantile`, `topk`和`bottomk`。`without`移除結果向量中的標簽集合，其他標簽被保留輸出。`by`關鍵字的作用正好相反，即使它們的標簽值在向量的所有元素之間。`keep_common`子句允許保留額外的標簽（在元素之間相同，但不在by子句中的標簽） `count_values`對每個唯一的樣本值輸出一個時間序列。每個時間序列都附加一個標簽。這個標簽的名字有聚合參數指定，同時這個標簽值是唯一的樣本值。每一個時間序列值是結果樣本值出現的次數。 `topk`和`bottomk`與其他輸入樣本子集聚合不同，返回的結果中包括原始標簽。`by`和`without`僅僅用在輸入向量的桶中 例如： 如果度量指標名稱`http_requests_total`包含由`group`, `application`, `instance`的標簽組成的時間序列數據，我們可以通過以下方式計算去除`instance`標簽的http請求總數： > sum(http_requests_total) without (instance) 如果我們對所有應用程序的http請求總數，我們可以簡單地寫下： > sum(http_requests_total) 統計每個編譯版本的二進制文件數量，我們可以如下寫： > count_values("version", build_version) 通過所有實例，獲取http請求第5個最大值，我們可以簡單地寫下： > topk(5, http_requests_total) ### 二元運算符優先級 在Prometheus系統中，二元運算符優先級從高到低： 1. ^ 2. *, /, % 3. +, - 4. ==, !=, <=, <, >=, > 5. and, unless 6. or