线上MySQL的自增id用尽怎么办

mysql> create table t(id int unsigned auto_increment primary key) auto_increment=4294967295;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> insert into t values(null);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> show create table t;
+-------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table | Create Table                                                                                                                                                                      |
+-------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| t     | CREATE TABLE `t` (
  `id` int unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4294967295 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_general_ci |
+-------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

//成功插入一行 4294967295
mysql> insert into t values(null);
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '4294967295' for key 't.PRIMARY'

S2 的执行记录：

mysql> use information_schema;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A

Database changed

mysql> select trx_id, trx_mysql_thread_id from innodb_trx;
+-----------------+---------------------+
| trx_id          | trx_mysql_thread_id |
+-----------------+---------------------+
| 421972504382792 |                  70 |
+-----------------+---------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select trx_id, trx_mysql_thread_id from innodb_trx;
+---------+---------------------+
| trx_id  | trx_mysql_thread_id |
+---------+---------------------+
| 1355623 |                  70 |
+---------+---------------------+
1 row in set (0.01 sec)

S2从innodb_trx表里查出的这两个字段，第二个字段trx_mysql_thread_id就是线程id。显示线程id，是为说明这两次查询看到的事务对应的线程id都是5，即S1所在线程。

t2时显示的trx_id是一个很大的数；t4时刻显示的trx_id是1289，看上去是一个比较正常的数字。这是为啥？
t1时，S1还未涉及更新，是一个只读事务。对于只读事务，InnoDB并不会分配trx_id：

• t1时，trx_id的值就是0。而这个很大的数，只是显示用
• 直到S1在t3时执行insert，InnoDB才真正分配trx_id。所以t4时，S2查到该trx_id的值就是1289。

除了明显的修改类语句，若在select 语句后面加上for update，也不是只读事务。

• update 和 delete语句除了事务本身，还涉及到标记删除旧数据，即要把数据放到purge队列里等待后续物理删除，这个操作也会把max_trx_id+1， 因此在一个事务中至少加2
• InnoDB的后台操作，比如表的索引信息统计这类操作，也是会启动内部事务的，因此你可能看到，trx_id值并不是按照加1递增的。

t2时查到的很大数字是怎么来的？
每次查询时，由系统临时计算：当前事务的trx变量的指针地址转成整数，再加上248

这样可以保证：

• 因为同一只读事务在执行期间，它的指针地址不会变，所以无论在 innodb_trx还是在innodb_locks表里，同一个只读事务查出来的trx_id就会是一样的
• 若有并行只读事务，每个事务的trx变量的指针地址肯定不同。这样，不同并发只读事务，查出来的trx_id就是不同的。

为什么要加248？

保证只读事务显示的trx_id值比较大，正常情况下就会区别于读写事务的id。但trx_id跟row_id的逻辑类似，定义为8个字节。
理论上还是可能出现一个读写事务与一个只读事务显示的trx_id相同。不过概率很低，也没有什么实质危害，不管。

为何只读事务不分配trx_id？

• 减小事务视图里面活跃事务数组的大小。因为当前正在运行的只读事务，不影响数据的可见性判断。所以，在创建事务的一致性视图时，InnoDB就只需要拷贝读写事务的trx_id
• 减少trx_id的申请次数。InnoDB执行一个普通的select语句，也要对应一个只读事务。所以只读事务优化后，普通查询语句无需申请trx_id，大大减少并发事务申请trx_id的锁冲突

由于只读事务不分配trx_id，显然trx_id的增速变慢。
但 max_trx_id 会持久化存储，重启也不会重置为0。理论上，只要一个MySQL实例跑得够久，就可能出现max_trx_id达到2^48 - 1，然后从0开始循环。

达到该状态后，MySQL就会持续出现一个脏读bug：
首先把当前的max_trx_id先修改成2^48 - 1。这里是可重复读。

复现脏读

因为系统的max_trx_id被设置成2^48 - 1，所以在session A启动的事务TA的低水位就是2^48 - 1。

t2时:

• session B执行第一条update语句的事务id=2^48 - 1
• 第二条事务id就是0了，这条update执行后生成的数据版本上的trx_id=0

t3时：

session A执行select的可见性判断：c=3这个数据版本的trx_id（0），小于事务TA的低水位（2^48 - 1），所以认为该数据可见。

但这是脏读。
由于低水位值会持续增加，而事务id从0开始计数，导致系统在该时刻后，所有查询都会出现脏读。

并且MySQL重启时max_trx_id也不会清0，即重启MySQL，这个bug仍然存在。那这bug也是只存在于理论上吗？
假设一个MySQL实例的TPS是50w，持续这样，17.8年后就会出现该情况。但从MySQL真正开始流行到现在，恐怕都还没有实例跑到过这个上限。不过，只要MySQL实例服务时间够长，就必然会出现该bug。

这也可以加深对低水位和数据可见性的理解。

thread_id

系统保存了一个全局变量thread_id_counter

每新建一个连接，就将thread_id_counter赋值给这个新连接的线程变量new_id。

thread_id_counter定义为4个字节，因此达到2^32 - 1，就会重置为0，继续增加。

但不会在show processlist看到两个相同的thread_id。因为MySQL使用了一个唯一数组

给新线程分配thread_id时的逻辑：

总结

每种自增id有各自的应用场景，在达到上限后的表现也不同：

• 表的自增id达到上限后，再申请时它的值就不会改变，进而导致继续插入数据时报主键冲突错误
• row_id达到上限后，则会归0再重新递增，如果出现相同的row_id，后写的数据会覆盖之前的数据
• Xid只需要不在同一个binlog文件中出现重复值即可。虽然理论上会出现重复值，但是概率极小，可以忽略不计
• InnoDB的max_trx_id 递增值每次MySQL重启都会被保存起来，所以我们文章中提到的脏读的例子就是一个必现的bug，好在留给我们的时间还很充裕
  

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