在 Grafana 中，rate() 和 delta() 是常用的 PromQL 函数，用于处理时间序列数据，特别是与计数器（Counter）类型的指标相关的数据。以下是它们的区别和适用场景：
1. rate() 函数
定义：
rate() 计算的是 计数器在指定时间窗口内的平均增长速率，单位是每秒。它通常用于处理 单调递增的计数器（如请求计数、字节数等）。
特点：
- 适用于计数器类型的指标。
- 自动处理计数器的重置（如重启导致的计数器归零）。
- 输出的是 每秒的增长速率，而不是总增长量。
- 常用于监控系统的实时速率（例如每秒请求数、每秒错误数）。
示例：
假设你有一个计数器 http_requests_total，表示 HTTP 请求的总数，以下是一个 rate() 查询：
rate(http_requests_total[5m])
- 计算
http_requests_total在过去 5 分钟内的平均增长速率，单位是每秒。 - 如果过去 5 分钟内计数器增加了 300，那么结果是 ( \frac{300}{300} = 1 )（即每秒 1 个请求）。
2. delta() 函数
定义：
delta() 计算的是 时间窗口内计数器的绝对变化量，即时间窗口起点和终点的差值。
特点：
- 适用于计数器和非计数器类型的指标。
- 不会处理计数器重置问题（如计数器归零时，
delta()会直接计算负值）。 - 输出的是时间窗口内的 总变化量，而不是速率。
- 常用于查看某个时间段内的总变化情况。
示例：
同样使用 http_requests_total，以下是一个 delta() 查询：
delta(http_requests_total[5m])
- 计算
http_requests_total在过去 5 分钟内的总变化量。 - 如果过去 5 分钟内计数器增加了 300，那么结果是 300。
3. 两者的主要区别
| 特性 | rate() | delta() |
|---|---|---|
| 输出单位 | 每秒的增长速率 | 总变化量 |
| 计数器重置处理 | 自动处理（忽略负值） | 不处理（可能返回负值） |
| 适用场景 | 实时速率监控（如 QPS、带宽） | 总变化量监控（如总请求数增长） |
| 计算逻辑 | 平均增长速率 | 起点和终点的差值 |
4. 适用场景
rate() 的适用场景：
- 实时速率分析：
- 每秒请求数（QPS）。
- 每秒错误数。
- 每秒流量（如字节数）。
- 监控系统性能：
- 观察某个指标的实时变化趋势。
delta() 的适用场景：
- 总变化量分析：
- 某段时间内的总请求数。
- 某段时间内的总错误数。
- 非单调递增数据：
- 适用于非计数器类型的指标（如温度、CPU 利用率）。
5. 实践对比
假设你有一个计数器 http_requests_total，以下是两种查询的对比结果：
数据示例：
| 时间戳 | http_requests_total 值 |
|---|---|
| 00:00:00 | 100 |
| 00:01:00 | 200 |
| 00:02:00 | 300 |
| 00:03:00 | 400 |
查询结果：
-
rate(http_requests_total[2m])- 时间窗口为 2 分钟，计算每秒的平均增长速率。
- 从 00:01:00 到 00:03:00：
- 窗口 1（00:01:00-00:03:00）：增量为 ( 400 - 200 = 200 )，速率为 ( \frac{200}{120} = 1.67 ) 请求/秒。
-
delta(http_requests_total[2m])- 时间窗口为 2 分钟，计算总变化量。
- 窗口 1（00:01:00-00:03:00）：增量为 ( 400 - 200 = 200 )。
6. 注意事项
-
计数器重置：
- 当计数器重置（如程序重启）时：
rate()会自动忽略负值，正确计算速率。delta()会直接返回负值，可能导致错误结果。
- 当计数器重置（如程序重启）时：
-
时间窗口的选择：
- 时间窗口过短可能导致噪声过大，过长可能导致细节丢失。
- 常见的时间窗口选择为 1 分钟、5 分钟或 10 分钟。
-
适用数据类型：
rate()专门用于单调递增的计数器类型。delta()可以用于任何类型的数据。
7. 总结
rate()：适合实时速率分析，输出每秒的平均增长速率，自动处理计数器重置。delta()：适合总变化量分析，输出时间窗口内的绝对变化量，不处理计数器重置。
根据你的具体需求选择合适的函数：
- 如果需要监控系统的实时性能（如 QPS、带宽），选择
rate()。 - 如果需要分析某段时间内的总增长情况，选择
delta()。
