子查询支持

简介

顾名思义，子查询是查询的一部分，它允许您在查询中执行范围查询，这在以前是不可能的。这是一个长期存在的功能请求：prometheus/prometheus/1227 。

支持子查询的拉取请求 最近已合并到 Prometheus 中，并将在 Prometheus 2.7 中提供。下面让我们来详细了解它。

动机

有时，您希望使用较低分辨率/范围（例如 5m）的 rate 来发现问题，同时又想在更高范围（例如 1h 的 max_over_time）上聚合这些数据。

以前，对于单个 PromQL 查询来说，上述操作是不可能的。如果您想为告警规则或图表对查询进行范围选择，就需要基于该查询建立一条记录规则，然后对由记录规则创建的指标执行范围选择。例如：max_over_time(rate(my_counter_total[5m])[1h])。

当您希望快速获取跨越数天或数周的数据结果时，可能需要等待相当长的时间，直到记录规则中积累了足够的数据才能使用。忘记添加记录规则可能会令人沮丧。而且为查询的每一步都创建记录规则会很繁琐。

有了子查询支持，所有这些等待和挫败感都将成为过去。

子查询

子查询类似于 /api/v1/query_range API 调用，但它嵌入在即时查询中。子查询的结果是一个范围向量。

在慕尼黑举行的 2018 年 Prometheus 开发者峰会上，Prometheus 团队就子查询的语法达成了共识。以下是关于子查询支持的峰会笔记 ，以及一份用于实现子查询支持的简要语法设计文档 。

<instant_query> '[' <range> ':' [ <resolution> ] ']' [ offset <duration> ]

• <instant_query> 相当于 /query_range API 中的 query 字段。
• <range> 和 offset <duration> 类似于范围选择器。
• <resolution> 是可选的，相当于 /query_range API 中的 step。

当未指定分辨率时，将采用全局评估间隔作为子查询的默认分辨率。此外，子查询的步长是独立对齐的，不依赖于父查询的评估时间。

示例

min_over_time 函数内的子查询返回过去 30 分钟内 http_requests_total 指标的 5 分钟速率，分辨率为 1 分钟。这相当于一个 /query_range API 调用，其参数为 query=rate(http_requests_total[5m]), end=<now>, start=<now>-30m, step=1m，然后取所有接收值的最小值。

min_over_time( rate(http_requests_total[5m])[30m:1m] )

分解说明

• rate(http_requests_total[5m])[30m:1m] 是子查询，其中 rate(http_requests_total[5m]) 是要执行的查询。
• rate(http_requests_total[5m]) 的执行时间范围是从 start=<now>-30m 到 end=<now>，分辨率为 1m。请注意，start 时间是根据 1m 的步长独立对齐的（对齐后的步长为 0m 1m 2m 3m ...）。
• 最后，上述所有评估的结果都将传递给 min_over_time()。

下面是一个嵌套子查询和使用默认分辨率的示例。最内层的子查询获取 distance_covered_meters_total 在一个时间范围内的速率。我们用它来获取速率的 deriv()，同样是在一个时间范围内。最后取所有导数的最大值。请注意，最内层子查询的 <now> 时间是相对于外部 deriv() 子查询的评估时间而言的。

max_over_time( deriv( rate(distance_covered_meters_total[1m])[5m:1m] )[10m:] )

在大多数情况下，您会需要默认的评估间隔，即规则默认的评估间隔。在您希望降低或提高计算频率的情况下（例如，对于那些您可能希望减少计算频率的昂贵查询），自定义分辨率会很有帮助。

结语

尽管子查询在替代记录规则方面非常方便，但不必要地使用它们会带来性能问题。为了提高效率，繁重的子查询最终应转换为记录规则。

也不建议在记录规则中使用子查询。如果您确实需要在记录规则中使用子查询，不如创建更多的记录规则。