Prometheus

概念定义

Prometheus 周期性抓取以文本格式暴露指标的 HTTP 端点，把样本存为由指标名与标签集标识的时序，并通过 PromQL 支持临时查询。它与 Alertmanager 配合做告警分组与路由，与 exporter 配合发布那些不会说该协议的系统的指标。其维度模型——每个标签组合都是一条独立序列——支撑了灵活的聚合与切片。

为什么重要

维度模型是 Prometheus 对基础设施强大的原因：同一指标可按任意标签拆分而无需重新埋点。拉取还让目标健康可见——抓取失败本身就是信号——并把抓取节奏交给运维掌控。加上庞大的 exporter 生态，它成为云原生监控的共同语言。

工程实践

保持标签取值有界：按用户或请求打标签会让几条序列膨胀成数百万条并耗尽内存。暴露计数器、在查询里计算速率，在看板与指标本身两方面关注基数，用 recording rules 预计算昂贵表达式。每个副本导出相同指标，在做服务级视图时聚合掉副本标签。

代码示例

import promClient from 'prom-client';
import express from 'express';

const registry = new promClient.Registry();
promClient.collectDefaultMetrics({ register: registry, prefix: 'svc_' });

const ordersTotal = new promClient.Counter({
  name: 'orders_created_total',
  help: 'Total orders created',
  labelNames: ['tenant', 'channel'],
  registers: [registry],
});

const requestDuration = new promClient.Histogram({
  name: 'http_request_duration_seconds',
  help: 'Request latency distribution',
  buckets: [0.01, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5, 1, 2.5],
  labelNames: ['route', 'method'],
  registers: [registry],
});

async function handleCheckout(req, res) {
  const end = requestDuration.startTimer({ route: '/checkout', method: 'POST' });
  try {
    ordersTotal.inc({ tenant: 'acme', channel: 'web' });
    res.json({ ok: true });
  } finally {
    end();
  }
}

const app = express();
app.post('/checkout', handleCheckout);
app.get('/metrics', async (req, res) => {
  res.set('content-type', registry.contentType);
  res.end(await registry.metrics());
});

app.listen(3000);

from collections import defaultdict
from typing import Iterable

def escape_label_value(value: str) -> str:
    return value.replace('\\', '\\\\').replace('\n', '\\n').replace('"', '\\"')

def exposition(counters: dict[tuple[str, tuple[tuple[str, str], ...]], float]) -> str:
    lines: list[str] = []
    seen = set()
    for (name, labels), value in sorted(counters.items()):
        if name not in seen:
            lines.append(f'# HELP {name} Application counter.')
            lines.append(f'# TYPE {name} counter')
            seen.add(name)
        rendered = ','.join(f'{k}="{escape_label_value(v)}"' for k, v in labels)
        lines.append(f'{name}{{{rendered}}} {value}')
    return '\n'.join(lines) + '\n'

def record(counters, name: str, value: float, **labels: str) -> None:
    key = (name, tuple(sorted(labels.items())))
    counters[key] += value