如何对线上数据表创建唯一键或者主键约束

由于oracle中主键和唯一键的执行是通过唯一索引来保证的，在增加主键或者唯一键约束的时候需要建立相关的索引。因此，在线创建拥有大批量数据的表的约束的时候，会不会出现阻塞呢？来实验一下。
-- sid=147,先看看表T有没有已经可以使用的索引
SQL> select index_name,UNIQUENESS,table_name from user_indexes where table_name='T';
no rows selected

-- sid=143
SQL> select count(*) from t;
  COUNT(*)
----------
   1061469

SQL> alter table t
  2  add constraint uk_t_owner unique (owner,object_name,subobject_name,object_id,data_object_id,object_type)
  3  enable novalidate;
add constraint uk_t_owner unique (owner,object_name,subobject_name,object_id,data_object_id,object_type)
               *
ERROR at line 2:
ORA-02299: cannot validate (SCOTT.UK_T_OWNER) - duplicate keys found

-- sid=159,几乎是在同一个时间里面来执行下面这个句子
SQL> select sid,type,lmode,request from v$lock where sid=143;
       SID TY      LMODE    REQUEST
---------- -- ---------- ----------
       143 DL          3          0
       143 DL          3          0
       143 TM          4          0
       143 TM          3          0
       143 TX          6          0

-- sid=147，143session返回错误以后，执行下面这个句子，看看有没有索引建立
SQL> select index_name,UNIQUENESS,table_name from user_indexes where table_name='T';
no rows selected
从上面的这个实验，可以看出：
1）尽管我使用了ENABLE NOVALIDATE来创建唯一约束，但是由于表本来没有一个索引来给这个约束使用，是创建不成功的。原因就是，oracle由于没有发现现在表中没有可以使用的索引，因此它要自动来创建一个唯一索引给唯一约束使用，但是由于表中存在重复数据，因此就创建唯一索引不成功，于是返回错误。
2）在创建唯一约束的时候，oracle会锁住表，对表所加的锁包括DL锁，这个锁的作用是Direct loader parallel index create，因此可以知道它是在并行创建索引，这也证实了这个说法：当你要建立唯一约束和主键约束时，如果没有索引可以使用，oracle会自动创建相关索引。oracle还会对表加S TM锁和RX TM锁，这两个锁联合出现，导致在其执行期间，其他人除了能对表加RS TM锁以外，不能加任何其他的TM锁。最主要的是，请看例子中的红色字体，oracle对表T的数据加了一个X锁，很显然，如果是一个具有大量数据的在线的表，这会导致其他会话阻塞。
       上面是在没有索引的情况下去建立唯一约束的，会导致以上诸多问题。换一种思路，如果已经存在索引，再去建立唯一约束，会不会可能导致其他会话阻塞现象呢？继续做实验，很显然，我的表中有重复数据，因此需要建立一个非唯一约束（其实这也是一种方法，虽然oracle的主键和唯一键约束底层要有唯一索引，但是我们可以只给它一个非唯一索引，只要这个表中的数据不重复就可以了，因为oracle在判断的时候，还是要通过查询索引有没有重复值来达到是不是满足唯一的要求）。
-- sid=143
SQL> create index uk_t_owner
  2  on t(owner,object_name,subobject_name,object_id,data_object_id,object_type) ;
Index created.

-- sid=159
SQL> select sid,type,lmode,request from v$lock where sid=143;
       SID TY      LMODE    REQUEST
---------- -- ---------- ----------
       143 DL          3          0
       143 DL          3          0
       143 TM          4          0
       143 TM          3          0
       143 TX          6          0

-- sid=147
SQL> select index_name,UNIQUENESS,table_name from user_indexes where table_name='T';
INDEX_NAME                     UNIQUENES TABLE_NAME
------------------------------ --------- ------------------------------
UK_T_OWNER                     NONUNIQUE T
       可以发现，在创建索引的时候，在表上所加的锁和前面的实验一摸一样，因此在创建索引也会阻塞其他会话。从两个实验的比较，可以看到，前面实验oracle是在创建索引的时候就失败了，它当时所做的唯一工作就是在创建索引。
       那难道就没有方法了吗？就没有方法，在拥有大量数据，且在线的表上添加唯一约束或者主键约束，而不导致阻塞了吗？有，在oracle的SQL Reference文档中创建索引，有一个关键字可以解决这个问题，“ONLINE”，文档中是这样描述的：
ONLINE Specify ONLINE to indicate that DML operations on the table will be allowed during creation of the index.
       那来实验一下，看看结果：
-- sid=143
SQL> drop index uk_t_owner;
Index dropped.

-- sid=147
SQL> select index_name,UNIQUENESS,table_name from user_indexes where table_name='T';
no rows selected

-- sid=143
SQL> create index uk_t_owner
  2  on t(owner,object_name,subobject_name,object_id,data_object_id,object_type) online;
Index created.

-- sid=159
SQL> select sid,type,lmode,request from v$lock where sid=143;

       SID TY      LMODE    REQUEST
---------- -- ---------- ----------
       143 DL          3          0
       143 DL          3          0
       143 TM          2          0
       143 TM          4          0

-- sid=147
SQL> select index_name,UNIQUENESS,table_name from user_indexes where table_name='T';
INDEX_NAME                     UNIQUENES TABLE_NAME
------------------------------ --------- ------------------------------
UK_T_OWNER                     NONUNIQUE T
       从实验的结果可以看到，使用online创建索引的时候，oracle只对表加了RS TM和S TM锁，这两个锁的联合效果是，别的会话除了对表加RS TM锁外，还可以加S TM锁。这里最重要的一点是，使用online创建索引，oracle不对表中的数据加X锁，也就是说，这样就不会导致其他会话的阻塞。
       现在，索引已经建立，我们来建立约束，看会有什么样子的结果，请看实验结果。
-- sid=143，下面这个过程几乎瞬间完成
SQL> alter table t
  2  add constraint uk_t_owner unique (owner,object_name,subobject_name,object_id,data_object_id,object_type)
  3  enable novalidate;
Table altered
-- sid=159，由于上面操作的瞬间完成，因此没有测出有任何锁，但是并不代表没有加锁
SQL> select sid,type,lmode,request from v$lock where sid=143;
no rows selected
那么，到底在建立这个约束的时候，有没有加锁呢？我是没有测出来，我也没有找到相关的文档说明，这里是个空白，以后填补。
       在文档中，有关novalidate和validate是这样描述的：
VALIDATE ensures that existing data conforms to the constraint
NOVALIDATE means that some existing data may not conform to the constraint
ENABLE NOVALIDATE means that the constraint is checked, but it does not have to be true for all rows. This allows existing rows to violate the constraint, while ensuring that all new or modified rows are valid.
ENABLE VALIDATE is the same as ENABLE. The constraint is checked and is
guaranteed to hold for all rows.

Moving a single constraint from the ENABLE NOVALIDATE state to the ENABLE VALIDATE statedoes not block reads, writes, or other DDL statements. It can be done in parallel.
       也就是说，这个时候约束从enable novalidate到enable validate状态，不会产生阻塞。实验一下，看看结果。
-- sid = 143，由于我的数据量比较大，这个过程持续了相当长的时间
SQL> alter table t modify constraint uk_t_owner enable validate;
alter table t modify constraint uk_t_owner enable validate
*
ERROR at line 1:
ORA-02299: cannot validate (SCOTT.UK_T_OWNER) - duplicate keys found

-- sid =159，在143 session执行检查期间，查看其加锁情况
SQL> select sid,type,lmode,request from v$lock where sid=143;
no rows selected
       可见，的确没有加锁。
       因此，从以上实验，我们可以得出，在一个拥有大量数据，在线的（也就是说很有可能有其他来操作这个表）表上面建立一个主键约束或者唯一键约束，为了防止出现阻塞的现象，可使用下面的一般性步骤。
1.       先检查这个表有没有符合建立这个约束的索引。
2.       如果没有，先以online方式建立符合约束的非unique的索引。
3.       建立状态为ENABLE NOVALIDATE的约束。
4.       更改约束状态至ENABLE VALIDATE状态。
在这个步骤之中，如果你不先手工online建立索引，而是期待oracle在建立约束的时候自动建立索引，这样也会可能导致阻塞的，有第一个实验的结果就可以看出，因为oracle会自动给你建立一个unique索引，而且是非online方式。
       最后，来考虑一种特殊状态的方式建立约束，看看有些什么值得我们发现的。
-- sid = 143
SQL> alter table t
  2  drop unique(owner,object_name,subobject_name,object_id,data_object_id,object_type)
  3  cascade drop index;
Table altered.

-- sid = 147
SQL> select index_name,UNIQUENESS,table_name from user_indexes where table_name='T';
no rows selected

-- sid = 143,下面这个过程也几乎是在瞬间完成
SQL> alter table t add constraint uk_t_owner
  2  unique (owner,object_name,subobject_name,object_id,data_object_id,object_type)
  3  using index
  4  disable novalidate;
Table altered.

-- sid = 159，无法及时看到锁情况，但是并不代表没有加锁
SQL> select sid,type,lmode,request from v$lock where sid=143;
no rows selected

-- sid = 147
SQL> select index_name,UNIQUENESS,table_name from user_indexes where table_name='T';
no rows selected
       从上面这个实验，可以发现一个重要的问题，就是最后的红色字体部分，可以看出，当以disable novalidate建立主键或者唯一键约束时，如果先前表中没有符合条件的索引，oracle也不会自动创建索引。
       上面所说的阻塞现象，这样的一种现象，如果不是online方式创建索引，那么在建立索引的时候，oracle会对这个表中的所有数据行加上X锁，也就是别的会话在此期间不能对表做任何的DML操作。
       下面还有一种阻塞现象，我们先来看实验：
-- sid = 147
SQL> update t set object_id=20 where object_name='I_USER1' and owner='SYS';
21 rows updated.
-- sid = 143,发生阻塞
SQL> create index uk_t_owner
  2  on t(owner,object_name,subobject_name,object_id,data_object_id,object_type) online;
-- sid = 159
SQL> select sid,addr,kaddr,type,lmode,request from v$lock where sid IN (143,147) ORDER BY sid,addr,kaddr;
       SID ADDR     KADDR    TY      LMODE    REQUEST
---------- -------- -------- -- ---------- ----------
       143 42DC4528 42DC4540 TM          2          4
       143 42DC45D4 42DC45EC TM          4          0
       143 443BABF8 443BAC0C DL          3          0
       143 443BACB0 443BACC4 DL          3          0
       147 42DC447C 42DC4494 TM          3          0
       147 42E36C0C 42E36D28 TX          6          0
-- sid = 147
SQL> commit;
Commit complete.
-- sid = 159，马上执行
SQL> select sid,addr,kaddr,type,lmode,request from v$lock where sid IN (143,147) ORDER BY sid,addr,kaddr;
       SID ADDR     KADDR    TY      LMODE    REQUEST
---------- -------- -------- -- ---------- ----------
       143 42DC4528 42DC4540 TM          2          0
       143 42DC45D4 42DC45EC TM          4          0
       143 443BABF8 443BAC0C DL          3          0
       143 443BACB0 443BACC4 DL          3          0
--隔断时间以后
SQL> select sid,addr,kaddr,type,lmode,request from v$lock where sid IN (143,147) ORDER BY sid,addr,kaddr;
       SID ADDR     KADDR    TY      LMODE    REQUEST
---------- -------- -------- -- ---------- ----------
       143 42DC39D4 42DC3A1C TS          6          0
       143 42DC4528 42DC4540 TM          2          0
       143 42DC45D4 42DC45EC TM          4          0
       143 42E1A374 42E1A490 TX          6          0
       143 443BABF8 443BAC0C DL          3          0
       143 443BACB0 443BACC4 DL          3          0
-- sid = 143
Index created.
       也就是说，如果在以online方式创建索引以前，已经有其他会话更新了某些数据而没有提交，那么在创建索引的时候，会发生阻塞，知道那个会话提交完成后才能继续。另外最后又多了X TX锁和X TS锁，我猜想是因为由于在create index之前的update的行，在index编排到它们的时候，oracle认为这些行可能会发生更改，因此又在表上增加了这两个锁。