如何在Grafana+Prometheus中按自然周统计CPU使用率并生成柱状图？

完全可以实现这个需求，核心是通过PromQL的时间范围函数与聚合逻辑，将最近30天的时间拆分为指定的四个周期，分别计算每个周期的CPU使用率，最终在Grafana中用柱状图展示。

一、基础CPU使用率计算 #

首先基于container_cpu_usage_seconds_total（计数器类型指标）计算CPU使用率百分比，用irate获取每秒使用率并平滑波动，示例PromQL：

100 * avg by (instance) (irate(container_cpu_usage_seconds_total[5m]))

• irate[5m]：取最近5分钟的速率，可根据业务波动调整为1m/10m；
• avg by (instance)：按实例维度聚合，若需全局聚合可去掉该分句；
• 乘以100将结果转为百分比格式。

二、拆分四个周期的PromQL #

针对四个目标周期，分别编写带周期标签的查询，方便Grafana识别系列：

1. 第1周（最近30天内最早的完整周一至周日） #

label_replace(
  avg_over_time(
    (100 * avg by (instance) (irate(container_cpu_usage_seconds_total[5m]))) [7d offset 21d]
  ),
  "period", "第1周（周一至周日）", "", ""
)

• [7d offset 21d]：从当前时间往回推21天，取连续7天的完整周数据；
• avg_over_time：计算该周期内的平均CPU使用率；
• label_replace：给系列添加period标签，用于图表图例显示。

2. 第2周（次早的完整周一至周日） #

label_replace(
  avg_over_time(
    (100 * avg by (instance) (irate(container_cpu_usage_seconds_total[5m]))) [7d offset 14d]
  ),
  "period", "第2周（周一至周日）", "", ""
)

• 仅调整offset为14d，对应往回推14天的7天周期。

3. 第3周（上一个完整周一至周日） #

label_replace(
  avg_over_time(
    (100 * avg by (instance) (irate(container_cpu_usage_seconds_total[5m]))) [7d offset 7d]
  ),
  "period", "第3周（周一至周日）", "", ""
)

• offset为7d，对应上周的完整7天周期。

4. 第4周（最近的周一至当前时间） #

label_replace(
  avg_over_time(
    (100 * avg by (instance) (irate(container_cpu_usage_seconds_total[5m]))) [1d * day_of_week(now()) offset (1 - day_of_week(now()))d]
  ),
  "period", "第4周（周一至今）", "", ""
)

• day_of_week(now())：返回当前是周几（1=周一，7=周日）；
• [1d * day_of_week(now())]：取从周一到今天的天数范围；
• offset (1 - day_of_week(now()))d：将时间起点偏移到最近的周一。

三、Grafana面板配置 #

1. 面板类型：选择「柱状图（Bar chart）」；
2. 查询配置：添加上述4个PromQL查询，每个查询的Legend设置为{{period}}，确保图例显示周期名称；
3. 时间范围：设置为「最近30天」，保证四个周期均在查询范围内；
4. 聚合调整：若需合并多实例数据，可在Grafana面板的「Transform」中选择「Reduce」，聚合方式选「Average」或「Total」。

四、注意事项 #

• Prometheus数据保留：确保Prometheus的retention时间≥30天，否则无法查询到最早的第1周数据；
• 标签过滤：若为Kubernetes环境，建议给container_cpu_usage_seconds_total添加namespace、pod等标签过滤，避免查询无关容器；
• 平滑参数：irate的时间范围可根据业务场景调整，波动大的场景用更小的窗口（如1m），需平滑趋势则用更大窗口（如10m）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者54vault