可观测性工具通过平衡数据摄取(写)和查询处理(读)需求,同时保持性能来管理读写吞吐量。这些工具优先考虑高效的数据处理以避免瓶颈,尤其是在高流量环境中。它们通过数据分区、缓冲和负载分配等技术实现这一目标。例如,时序数据库通常将数据分割成更小的块或分片,允许在分布式系统上并行进行写和读操作。这确保即使在流量高峰期,传入的指标或日志(写)不会阻塞查询(读),反之亦然。
写吞吐量通过批量处理和压缩等策略进行优化。可观测性工具通常不会立即写入每个数据点,而是在内存中缓冲传入数据,然后将其批量刷新到存储中。这减少了 I/O 操作次数,对于处理高容量流(如应用程序日志或遥测数据)至关重要。压缩算法(如 gzip、Snappy)进一步减小存储数据的大小,降低磁盘使用率和写延迟。例如,Prometheus 使用预写日志(WAL)临时存储传入指标,然后在将其批量处理成块之前进行持久化,确保耐用性而不牺牲摄取速度。另一方面,读吞吐量依赖于索引和缓存。Elasticsearch 等工具为日志创建倒排索引,实现快速关键字搜索;同时,内存缓存存储频繁访问的数据(例如,仪表盘),以减少重复的磁盘查找。
可伸缩性是另一个关键因素。可观测性平台通常使用分布式架构来横向扩展。例如,Grafana Mimir 将数据分割成分片,这些分片可以在节点之间独立处理,从而分配读写负载。负载均衡器将查询路由到最不繁忙的服务器,防止出现热点。此外,分层存储(例如,热/温/冷数据层)确保最近的、高优先级的数据存储在更快的 SSD 上,而较旧的数据则迁移到更便宜、更慢的存储。Datadog 等工具利用云原生自动扩展在流量激增期间增加资源,然后在流量恢复正常后缩减资源以节省成本。通过结合这些方法,可观测性系统即使在数据量增长时也能保持一致的性能。