prometheus TSDB和外部存储系统
一、TSDB
prometheus可以以自定义格式在磁盘上的本地时序数据库TSDB存储时间序列数据。
./data
├── 01BKGV7JBM69T2G1BGBGM6KB12
│ └── meta.json
├── 01BKGTZQ1SYQJTR4PB43C8PD98
│ ├── chunks
│ │ └── 000001
│ ├── tombstones
│ ├── index
│ └── meta.json
├── 01BKGTZQ1HHWHV8FBJXW1Y3W0K
│ └── meta.json
├── 01BKGV7JC0RY8A6MACW02A2PJD
│ ├── chunks
│ │ └── 000001
│ ├── tombstones
│ ├── index
│ └── meta.json
├── chunks_head
│ └── 000001
└── wal
├── 000000002
└── checkpoint.00000001
└── 00000000
存储相关启动参数：
--storage.tsdb.path：这决定了Prometheus写入数据库的位置。 默认为/data。
--storage.tsdb.retention.time：这决定了何时删除旧数据。 默认为15d，不包括head block和最新生成的block
--storage.tsdb.retention.size：存储块可以使用的最大字节数，最早的数据将被删除。 默认为0或禁用。
--storage.tsdb.wal-compression：启用预写日志（WAL）的压缩，略微消耗CPU负载以大幅减少WAL大小。
文件块block
采集的样本按每两个小时的时间段保存到一个目录，该目录就是一个block
当其保存了3小时数据时会被重新分为2个block（2h+1h）
每个block的名称按照ULID原理生成，共128位（16字节），前48位是时间戳，后80位是随机数，经过base32算法转换成26字节可排序字符串
包含
-
chunks：保存压缩后的时序数据，每个chunk大小为512MB
-
index：用于将度量名称和标签索引到块文件中的时间序列
TOC表：index的入口，记录index文件中其它表的位置。写入其它表的数据前要先将8字节的当前偏移量作为该表的地址记录。
总大小=8*6张表+4字节CRC校验和
符号表：每个标签只在磁盘存储一份，使用标签时直接使用其在符号表中的索引
时序列表：记录该block中每个时序的标签以及这些时序在该block中关联的chunk块
标签索引表：将具有相同标签名称（key）的标签组合到一起，从而形成标签索引，然后根据标签索引查找这些索引
postings表：posting的索引表。每个posting代表一个标签和时序的关联关系
-
meta.json
记录block的元数据信息，用于对block进行维护（如删除过期block、合并历史block）
主要包括数据块记录样本的起始时间、截至时间、样本数、时序数、数据源
-
tombstones
用于对数据进行软删除
TSDB在删除block数据块时会将整个目录删除
但如果只删除一部分数据块的工作则通过tombstones进行删除
寻找时序的逻辑：
（1）首先根据时间段找到所有block，并加载每个block的index文件
（2）直接读取index文件最后52字节的TOC表，找到其它表
（3）先访问符号表，确定指标标签的名称和值在索引表中的索引ID
（4）通过标签索引表，找到标签在postings表中的位置，从而找到具体的posting，
（5）找到标签对应的时序后，根据时序表查找它在block中的具体位置
预写日志WAL
第一个block（head block）存储在内存中并且允许修改
通过预写日志（WAL）防止崩溃，可以在崩溃后重新启动Prometheus服务器时恢复。
预写日志文件以128MB段存储在wal目录中。文件段以数字命名。
写入单位是32KB的页，一次性写入的页不会被跨段存储
二、外部存储
为支持支持外部存储系统，引入了Adapter适配器，将prometheus读写请求转化为第三方存储远端接口
目前支持的外部存储系统包括：
通过HTTP POST请求+protobuf编码方式调用Adapter的读写接口
