《Prometheus 中 increase() 函数处理进程重启及最佳实践》
*在 Prometheus 中，increase() 函数主要用于计算 Counter 类型指标 在时间窗口内的增量。当进程异常重启导致 Counter 重置时，increase() 会自动处理这种情况，确保计算结果的准确性。以下是详细解释和应对策略：
一、increase() 如何处理进程重启
1. 核心机制
1. Counter 特性：Counter 指标只能单调递增，除非进程重启或重置。
2. Prometheus 处理逻辑：当检测到 Counter 值下降（如从 1000 → 0），increase() 会认为发生了进程重启，并自动累加差值（即 (新值 - 0) + (前值的最大值 - 前值的最小值)）。例如：
1. 重启前 Counter 从 0 增长到 1000（总增量 1000）。
2. 重启后 Counter 从 0 开始，在窗口内增长到 500（增量 500）。
3. increase() 计算结果为 1000 + 500 = 1500，而非错误的 500 - 1000 = -500。
2. 数学公式
假设时间窗口内存在 n 次重启，Counter 值序列为 v₀, v₁, ..., vₘ，其中 vⱼ < vⱼ₋₁ 表示第 j 次重启：\text{increase}(v) = \sum_{i=1}^{n} (v_{\text{max_before_reset}i} - v{\text{min_before_reset}i}) + (v{\text{end}} - v_{\text{start_after_last_reset}})
二、验证与示例
1. 模拟进程重启场景
假设 http_requests_total 在 [5m] 窗口内的变化：
3. 0m：1000（重启前的最后值）
4. 1m：0（进程重启，Counter 重置）
5. 5m：300（当前值）
PromQL 查询：
| increase(http_requests_total[5m]) # 结果为 1000 + 300 = 1300 |
|---|
如果使用误用 ****delta() ****处理 Counter 类型的数据就会存在上面：delta() 会直接计算差值，忽略重启逻辑，导致负值错误。，上面的值就变成了-1000+300= -700，在重启的时候就会变成负数。这样一定要特别的注意细节。delta() ****处理处理的数据必须是Gauge 类型，表示数据是有波动的，有增加或者减少的 在 Prometheus 监控体系中，Gauge（仪表盘） 是用于衡量当前状态值**的指标类型，反映系统在某个时刻的即时状态。它与 Counter（计数器） 的区别在于：Gauge 的值可以上升、下降甚至重置，而 Counter 的值只能单调递增（除非重置）。
2. 可视化验证
使用 Grafana 绘制 increase() 结果时，即使存在重启，曲线也会保持连续增长，不会出现负值或断层。
三、特殊情况与优化策略
1. 短时间内多次重启
若窗口内频繁重启，increase() 可能无法准确捕获所有重置点，导致计算偏差。解决方案：
6. 缩短时间窗口（如从 [1h] 改为 [5m]），减少重启次数。
7. 使用 rate() 代替 increase()，计算平均速率（但需注意单位转换）：
| rate(http_requests_total[5m]) * 3600 # 转换为请求数/小时 |
|---|
2. 跨分片 / 实例的 Counter 合并
若需聚合多个实例的 Counter（如分布式系统），重启可能导致数据不连续。解决方案：
8. 使用 sum(increase(...)) 而非 increase(sum(...))，确保每个实例的重启被单独处理：
| sum(increase(http_requests_total[1h])) by (job) # 按 job 聚合正确处理重启 |
|---|
3. 自定义标签标记重启事件
在应用代码中添加自定义指标（如 process_restart_total），当重启发生时递增该 Counter，便于监控和分析。示例：
| # 统计过去 24 小时内的重启次数increase(process_restart_total[24h]) |
|---|
四、最佳实践总结
1. 优先使用 increase() ****处理 Counter无需手动处理重启，Prometheus 会自动修正重置导致的负值。
2. 合理选择时间窗口
1. 过短的窗口可能因采样不足导致结果波动。
2. 过长的窗口可能包含多次重启，增加计算误差。
1. 结合其他函数增强准确性
1. rate()：计算平均速率，平滑短期波动。
2. irate()：计算瞬时速率，对突发变化更敏感。
1. 监控重启频率使用 process_start_time_seconds 或自定义指标监控进程稳定性：
| changes(process_start_time_seconds[1d]) # 每天重启次数 |
|---|
五、常见误区
2. 误用 delta() ****处理 Counter：delta() 会直接计算差值，忽略重启逻辑，导致负值错误。
3. 手动补偿重启：无需在 PromQL 中手动添加补偿逻辑，increase() 已内置处理机制。
通过合理使用 increase() 和相关聚合函数，Prometheus 能够准确应对进程重启场景，确保监控数据的可靠性。
（注：文档部分内容可能由 AI 生成）
