Prometheus 常用函数详解
在编写监控查询语句时，理解内置函数的行为至关重要。PromQL 提供了丰富的工具来处理时间序列数据，从基础的数学运算到复杂的时间窗口分析。下面我结合实战经验，梳理了这些函数的使用场景和注意事项。
基础数学与标量转换
这类函数主要用于对样本值进行数值处理或类型转换。
abs(v)：取绝对值。适用于需要消除负数影响的场景。ceil()/floor()：向上或向下取整。常用于将浮点指标转换为整数展示。round(v, to_nearest=1)：四舍五入。支持指定精度，比如to_nearest=0.5。exp(),ln(),log2(),log10(),sqrt()：指数、对数和开方运算。注意特殊值（如NaN、Inf）的处理逻辑。scalar(v)：将单元素向量转为标量。如果输入不是恰好一个元素，会返回NaN，适合用于条件判断。vector(s)：将标量转为无标签的向量，常用于构造常量参与计算。
时间与日期提取
这些函数基于 UTC 时间，常用于按时间维度分组或过滤。
year(),month(),day_of_month(),day_of_week(),hour(),minute()：分别返回年、月、日、周几、小时和分钟。默认参数为当前时间，也可传入向量。time()：返回表达式求值时的 Unix 时间戳（秒）。注意它不是实时时钟，而是评估时刻的快照。timestamp(v)：获取向量的采样时间戳。
范围向量分析（重点）
这是 PromQL 最强大的部分，但也是新手最容易出错的地方。务必区分 Gauge（仪表盘） 和 Counter（计数器） 的使用场景。
变化率与增量
rate(v)：计算每秒平均增长率。自动处理计数器重置（reset），并外推至时间范围两端。推荐用于告警和慢速计数器。组合聚合操作时，先算rate再聚合。increase(v)：计算指定时间范围内的总增量。本质是rate * 秒数，主要用于人类阅读。同样仅适用于计数器。irate(v)：基于最后两个数据点计算的瞬时速率。波动大，适合快速变化的计数器绘图，但不建议用于告警，容易误报。
注意：
rate和irate只能用于 Counter。如果用 Gauge 计算，结果可能没有意义。
差值与导数
delta(v)：计算范围内首尾值的差值。支持非整数结果，适用于 Gauge（如温度、内存使用率）。不要用于 Counter。
