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Prometheus 入门

什么是 Prometheus？

Prometheus 是一个系统监控和告警系统。它于 2012 年由 SoundCloud 开源，是继 Kubernetes 之后第二个加入并毕业于云原生计算基金会（Cloud Native Computing Foundation）的项目。Prometheus 将所有指标数据存储为时间序列，即指标信息与其记录时的时间戳一同存储，还可以存储称为标签的可选键值对。

什么是指标，为什么它很重要？

通俗地说，指标是一种测量标准。我们想要测量什么取决于不同的应用。对于 Web 服务器，可以是请求时间；对于数据库，可以是 CPU 使用率或活动连接数等。

指标在理解您的应用程序为何以某种方式工作方面扮演着重要角色。如果您运行一个 Web 应用程序，有人告诉您应用程序很慢，您将需要一些信息来找出应用程序发生了什么。例如，当请求数量很高时，应用程序可能会变慢。如果您有请求计数指标，就可以发现原因并增加服务器数量来处理高负载。每当您为应用程序定义指标时，都必须戴上侦探的帽子并问自己这个问题：如果我的应用程序出现任何问题，哪些信息对我调试问题是重要的？

Prometheus 的基本架构

Prometheus 设置的基本组件是

  • Prometheus Server（采集和存储指标数据的服务器）。
  • 待采集的目标，例如，一个暴露其指标的已插桩应用程序，或是一个暴露另一个应用程序指标的导出器。
  • Alertmanager，用于根据预设规则发出告警。

（注意：除此之外，Prometheus 还有 push_gateway，这里不作介绍）。

Architecture

让我们以一个 Web 服务器为例，我们想要提取某个指标，比如 Web 服务器处理的 API 调用次数。因此，我们使用 Prometheus 客户端库添加一些插桩代码并暴露指标信息。现在我们的 Web 服务器暴露了它的指标，我们可以配置 Prometheus 来采集它。现在 Prometheus 被配置为从监听在 xyz IP 地址 7500 端口的 Web 服务器上以特定的时间间隔（比如每分钟）获取指标。

在 11:00:00，当我将服务器公开以供使用时，应用程序计算请求计数并暴露它，Prometheus 同时采集该计数指标并将值存储为 0。

到 11:01:00，处理了一个请求。服务器中的插桩逻辑将计数增加到 1。当 Prometheus 采集该指标时，现在计数的值是 1。

到 11:02:00，又处理了两个请求，请求计数现在是 1+2 = 3。同样地，指标被采集和存储。

用户可以控制 Prometheus 采集指标的频率。

时间戳请求计数（指标）
11:00:000
11:01:001
11:02:003

（注意：此表仅为理解目的的表示。Prometheus 并不以这种精确格式存储值）

Prometheus 还有一个 API，允许查询已通过采集存储的指标。这个 API 用于查询指标，在其上创建仪表盘/图表等。PromQL 用于查询这些指标。

在请求计数指标上创建的简单折线图将如下所示

Graph

我们可以采集多个有用的指标来了解应用程序中发生的情况，并在其上创建多个图表。将这些图表分组到一个仪表盘中，用它来获取应用程序的概览。

给我演示一下

让我们动手设置 Prometheus。Prometheus 使用 Go  编写，您所需要的只是为您的操作系统编译的二进制文件。从这里下载与您操作系统对应的二进制文件，并将其添加到您的路径中。

Prometheus 会暴露自己的指标，这些指标可以被它自己或其他 Prometheus 服务器使用。

现在我们已经安装了 Prometheus，下一步是运行它。我们只需要二进制文件和一个配置文件。Prometheus 使用 yaml 文件进行配置。

global:
  scrape_interval: 15s

scrape_configs:
  - job_name: prometheus
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9090"]

在上面的配置文件中，我们提到了 `scrape_interval`，即我们希望 Prometheus 采集指标的频率。我们添加了 `scrape_configs`，其中包含一个名称和用于采集指标的目标。Prometheus 默认在端口 9090 上监听。所以将它添加到目标中。

prometheus --config.file=prometheus.yml

现在我们已经启动并运行了 Prometheus，它每 15 秒采集一次自己的指标。Prometheus 有标准的导出器可用于导出指标。接下来，我们将运行一个 node exporter，它是一个用于机器指标的导出器，并使用 Prometheus 采集这些指标。（下载 node metrics exporter。）

在一个终端中运行 node exporter。

./node_exporter

Node exporter

接下来，将 node exporter 添加到 scrape_configs 列表中

global:
  scrape_interval: 15s

scrape_configs:
  - job_name: prometheus
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9090"]
  - job_name: node_exporter
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9100"]

在本教程中，我们讨论了什么是指标以及为什么它们很重要，Prometheus 的基本架构以及如何运行 Prometheus。

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