PromQL 兼容性

概述

Datalayers 提供高度兼容的 PromQL 查询能力，支持绝大多数常用的选择器、运算符和函数，确保从 Prometheus 平滑迁移。

选择器

Datalayers 支持 Instant 选择器和 Range 选择器。

标签匹配支持：

匹配运算符	普通标签	特殊标签 __name__	特殊标签 __database__
=	✅ 支持	✅ 支持	✅ 支持
!=	✅ 支持	✖ 不支持	✖ 不支持
=~	✅ 支持	✖ 不支持	✖ 不支持
!~	✅ 支持	✖ 不支持	✖ 不支持

注：Datalayers 支持 offset 修饰符，但不支持 @ 修饰符。

运算符

以下内容基于 Prometheus 官方 PromQL 运算符说明整理，示例仅用于展示语法。

一元与二元运算符

类别	运算符	说明	示例
一元	-	一元取反，可作用于标量或 Instant 向量	-up
算术二元	+, -, *, /, %, ^	标量/向量的加减乘除、取模、幂运算	http_requests_total + 1
三角二元	atan2	基于两个序列的反正切，支持向量匹配	atan2(node_load1, node_load5)
比较二元	==, !=, >, <, >=, <=	默认作为过滤；加 bool 返回 0/1	up == 1, up > bool 0
逻辑/集合	and, or, unless	向量集合运算：交集/并集/差集	up{job="api"} unless up{job="api",instance="node-1"}

向量匹配与分组修饰：向量与向量运算可使用 on() / ignoring() 指定匹配标签，并通过 group_left / group_right 进行多对一/一对多匹配。

聚合运算符

运算符	说明	示例
sum	对向量求和	sum(rate(http_requests_total[5m]))
avg	对向量求平均值	avg(node_cpu_seconds_total)
min	取最小值	min(node_memory_MemFree_bytes)
max	取最大值	max(node_memory_MemFree_bytes)
stddev	标准差	stddev(node_load1)
stdvar	方差	stdvar(node_load1)
topk	取前 k 个最大值	topk(5, rate(http_requests_total[5m]))
bottomk	取前 k 个最小值	bottomk(5, rate(http_requests_total[5m]))
count	统计样本数	count(up)
count_values	按值计数并写入新标签	count_values("value", up)
quantile	计算分位数	quantile(0.95, node_load5)

聚合分组：聚合运算可结合 by() / without() 指定分组标签。

暂不支持：limitk, limit_ratio。

函数

以下内容基于 Prometheus 官方函数说明整理，示例仅用于展示语法。

Instant 函数

函数	说明	示例
abs(v)	绝对值	abs(up - 1)
ceil(v)	向上取整	ceil(3.14)
exp(v)	e 的幂	exp(1)
ln(v)	自然对数	ln(10)
log2(v)	以 2 为底对数	log2(8)
log10(v)	以 10 为底对数	log10(1000)
sqrt(v)	平方根	sqrt(9)
acos(v)	反余弦	acos(1)
asin(v)	反正弦	asin(0.5)
atan(v)	反正切	atan(1)
sin(v)	正弦	sin(pi() / 2)
cos(v)	余弦	cos(0)
tan(v)	正切	tan(1)
acosh(v)	反双曲余弦	acosh(2)
asinh(v)	反双曲正弦	asinh(1)
atanh(v)	反双曲正切	atanh(0.5)
sinh(v)	双曲正弦	sinh(1)
cosh(v)	双曲余弦	cosh(1)
tanh(v)	双曲正切	tanh(1)
sgn(v)	符号函数（-1/0/1）	sgn(up - 1)
pi()	圆周率常量	pi()
deg(v)	弧度转角度	deg(3.14159)
rad(v)	角度转弧度	rad(180)
floor(v)	向下取整	floor(3.99)
clamp(v, min, max)	将值限制到区间	clamp(up, 0, 1)
clamp_max(v, max)	限制最大值	clamp_max(up, 1)
clamp_min(v, min)	限制最小值	clamp_min(up, 0)
scalar(v)	将单元素向量转为标量	scalar(up{instance="node-1"})
timestamp(v)	返回样本时间戳	timestamp(up)
sort(v)	升序排序	sort(up)
sort_desc(v)	降序排序	sort_desc(up)
histogram_quantile(q, v)	基于直方图估算分位数	histogram_quantile(0.95, sum by (le) (rate(http_request_duration_seconds_bucket[5m])))
predict_linear(v, t)	线性预测未来 t 秒后的值	predict_linear(node_filesystem_free_bytes[1h], 3600)
absent(v)	输入为空时返回 1	absent(up{job="api"})

以上 Instant 函数语义参考 Prometheus 文档。

不支持：其它 histogram_<aggr> 函数。

Range 函数

函数	说明	示例
idelta(v[range])	相邻两点差值	idelta(node_memory_MemFree_bytes[5m])
count_over_time(v[range])	统计样本数	count_over_time(http_requests_total[5m])
stddev_over_time(v[range])	标准差	stddev_over_time(node_load1[10m])
stdvar_over_time(v[range])	方差	stdvar_over_time(node_load1[10m])
changes(v[range])	值变化次数	changes(up[10m])
delta(v[range])	首尾差值（适合 gauge）	delta(node_memory_MemFree_bytes[10m])
rate(v[range])	平均每秒增长率（适合 counter）	rate(http_requests_total[5m])
deriv(v[range])	基于线性回归的导数	deriv(node_load1[10m])
increase(v[range])	总增量（rate × 时间窗）	increase(http_requests_total[1h])
irate(v[range])	近似瞬时每秒增长率	irate(http_requests_total[5m])
resets(v[range])	计数器重置次数	resets(http_requests_total[1h])

其他函数

函数	说明	示例
label_join(v, dst, sep, src...)	将多个标签拼成新标签	label_join(up, "instance_job", "/", "instance", "job")
label_replace(v, dst, repl, src, regex)	按正则替换标签	label_replace(up, "instance", "$1", "instance", "(.*):\\d+")
sort_by_label(v, label...)	按标签值升序排序	sort_by_label(up, "instance")
sort_by_label_desc(v, label...)	按标签值降序排序	sort_by_label_desc(up, "instance")

PromQL 查询示例

场景	查询
按作业统计 QPS	sum by (job) (rate(http_requests_total[1m]))
按方法与状态码聚合	sum by (method, status) (rate(http_requests_total[5m]))
5xx 错误率	sum(rate(http_requests_total{status="500"}[5m])) / sum(rate(http_requests_total[5m]))
GET 请求量（窗口内样本数）	count_over_time(http_requests_total{method="GET"}[2m])
Top N 实例吞吐	topk(3, sum by (instance) (rate(http_requests_total[2m])))
P95 请求耗时（直方图）	histogram_quantile(0.95, sum by (le) (rate(request_duration_seconds_bucket[5m])))
平滑后的平均 QPS	avg_over_time(rate(http_requests_total{job="web"}[30s])[5m:30s])
缺失目标探测	absent(http_requests_total{job="missing"})