Prometheus 简介

Prometheus 是一个开源的系统监控与告警工具包，最初由 SoundCloud 构建。自 2012 年诞生以来，许多公司和组织采用了 Prometheus，项目拥有非常活跃的开发者与用户社区。它现在是一个独立的开源项目，不依赖于任何公司维护。为了明确项目治理结构，Prometheus 于 2016 年加入云原生计算基金会（CNCF），成为继 Kubernetes 之后的第二个托管项目。

Prometheus 将指标收集并存储为时间序列数据，即指标信息会连同记录时的时间戳以及可选的键值对（称为标签）一起保存。

主要功能

Prometheus 的主要特性包括：

• 多维数据模型：时间序列由指标名称和键值对（标签）标识
• PromQL：一种灵活的查询语言，可利用数据的多维特性
• 不依赖分布式存储；单服务器节点自身独立自治
• 通过 HTTP 拉取（pull）模型收集时间序列
• 通过中间网关（push gateway）支持推送时间序列
• 通过服务发现或静态配置发现抓取目标
• 支持多种图形化和仪表板展示方式

什么是指标

指标通俗来说就是数值型测量值。时间序列指的是随时间记录变化的数据。不同应用需要测量的内容各不相同：Web 服务器可能关注请求耗时，数据库可能关注活跃连接数或活跃查询数等。

指标对于理解应用运行行为至关重要。例如，当 Web 应用变慢时，如果拥有请求数指标，就能判断是否是高请求量导致，从而决定扩容。

核心组件

Prometheus 生态包含多个组件，其中许多是可选的：

• 主 Prometheus 服务器：抓取并存储时间序列数据
• 用于埋点应用代码的客户端库
• 支持短期任务的推送网关（push gateway）
• 针对 HAProxy、StatsD、Graphite 等服务专用 exporter
• 处理告警的 Alertmanager
• 各类支持工具

大多数 Prometheus 组件使用 Go 语言编写，可轻松构建并部署为静态二进制文件。

系统架构

下图展示了 Prometheus 及其部分生态组件的架构：

Prometheus 从埋点的作业抓取指标，对于短期任务则通过中间推送网关间接抓取。它把所有抓取到的样本存储在本地，并对数据运行规则，以聚合记录新时间序列或生成告警。Grafana 或其他 API 消费者可用于可视化收集的数据。

适用场景

适合的场景

Prometheus 擅长记录任何纯数值型时间序列，既适合以机器为中心的监控，也适合高度动态的服务导向架构监控。在微服务世界，其对多维数据采集与查询的支持尤为突出。

Prometheus 以可靠性为设计核心，是故障期间快速诊断问题的系统。每个 Prometheus 服务器独立运行，不依赖网络存储或远程服务，即便基础设施其他部分故障也可信赖。

不适合的场景

Prometheus 重视可靠性，即使在故障条件下也能查看系统可用统计信息。如果需要 100% 精确的数据，则不适合使用 Prometheus。