TiDB auto increment MySQL-compatible behavior clarification (#19861)

Author: lilin90

auto-increment.md

@@ -391,25 +391,49 @@ SELECT * FROM t;
 
 ## MySQL 兼容模式
 
-从 v6.4.0 开始，TiDB 实现了中心化分配自增 ID 的服务，可以支持 TiDB 实例不缓存数据，而是每次请求都访问中心化服务获取 ID。
+TiDB 提供了一种兼容 MySQL 的自增列模式，该模式能确保 ID 严格递增且间隙最小。要启用此模式，需在建表时将 `AUTO_ID_CACHE` 设置为 `1`：
 
-当前中心化分配服务内置在 TiDB 进程，类似于 DDL Owner 的工作模式。有一个 TiDB 实例将充当“主”的角色提供 ID 分配服务，而其它的 TiDB 实例将充当“备”角色。当“主”节点发生故障时，会自动进行“主备切换”，从而保证中心化服务的高可用。
+```sql
+CREATE TABLE t(a int AUTO_INCREMENT key) AUTO_ID_CACHE 1;
+```
+
+当 `AUTO_ID_CACHE` 设置为 `1` 时，所有 TiDB 实例生成的 ID 严格全局递增，每个 ID 保证全局唯一，相较于默认缓存模式（`AUTO_ID_CACHE 0` 具有 30000 个缓存值），ID 间隙显著缩小。
 
-MySQL 兼容模式的使用方式是，建表时将 `AUTO_ID_CACHE` 设置为 `1`：
+例如，启用 `AUTO_ID_CACHE 1` 后可以生成如下序列：
 
 ```sql
-CREATE TABLE t(a int AUTO_INCREMENT key) AUTO_ID_CACHE 1;
+INSERT INTO t VALUES (); -- Returns ID 1
+INSERT INTO t VALUES (); -- Returns ID 2
+INSERT INTO t VALUES (); -- Returns ID 3
+-- After failover
+INSERT INTO t VALUES (); -- Might return ID 5
+```
+
+相比之下，使用默认缓存（`AUTO_ID_CACHE 0`）时可能出现较大间隙：
+
+```sql
+INSERT INTO t VALUES (); -- Returns ID 1
+INSERT INTO t VALUES (); -- Returns ID 2
+-- New TiDB instance allocates next batch
+INSERT INTO t VALUES (); -- Returns ID 30001
 ```
 
+尽管 `AUTO_ID_CACHE 1` 能保证 ID 严格递增且不会出现类似 `AUTO_ID_CACHE 0` 的大幅间隙，但在以下场景中仍可能出现微小间隙。这些间隙是维持 ID 全局唯一性和严格递增特性的必要代价：
+
+- 主实例退出或崩溃的故障恢复期间
+
+    使用 MySQL 兼容模式后，能保证 ID **唯一**、**单调递增**，行为几乎跟 MySQL 完全一致。即使跨 TiDB 实例访问，ID 也不会出现回退。只有在中心化分配自增 ID 服务的“主” TiDB 实例进程退出（如该 TiDB 节点重启）或者异常崩溃时，才有可能造成部分 ID 不连续。这是因为主备切换时，“备” 节点需要丢弃一部分之前的“主” 节点已经分配的 ID，以保证 ID 不出现重复。
+
+- TiDB 节点滚动升级期间
+- 正常并发事务场景（与 MySQL 类似）
+
 > **注意：**
 >
-> 在 TiDB 各个版本中，`AUTO_ID_CACHE` 设置为 `1` 都表明 TiDB 不再缓存 ID，但是不同版本的实现方式不一样：
+> `AUTO_ID_CACHE 1` 的行为和性能在不同 TiDB 版本中的演进如下：
 >
-> - 对于 TiDB v6.4.0 之前的版本，由于每次分配 ID 都需要通过一个 TiKV 事务完成 `AUTO_INCREMENT` 值的持久化修改，因此设置 `AUTO_ID_CACHE` 为 `1` 会出现性能下降。
-> - 对于 v6.4.0 及以上版本，由于引入了中心化的分配服务，`AUTO_INCREMENT` 值的修改只是在 TiDB 服务进程中的一个内存操作，相较于之前版本更快。
-> - 将 `AUTO_ID_CACHE` 设置为 `0` 表示 TiDB 使用默认的缓存大小 `30000`。
-
-使用 MySQL 兼容模式后，能保证 ID **唯一**、**单调递增**，行为几乎跟 MySQL 完全一致。即使跨 TiDB 实例访问，ID 也不会出现回退。只有在中心化分配自增 ID 服务的“主” TiDB 实例进程退出（如该 TiDB 节点重启）或者异常崩溃时，才有可能造成部分 ID 不连续。这是因为主备切换时，“备” 节点需要丢弃一部分之前的“主” 节点已经分配的 ID，以保证 ID 不出现重复。
+> - v6.4.0 之前：每次 ID 分配需通过一个 TiKV 事务完成，会影响性能。
+> - v6.4.0 起：引入集中式分配服务，ID 分配转为内存操作，性能显著提升。
+> - v8.1.0 起：移除主节点退出时的自动 `forceRebase` 操作以实现快速重启。虽然故障恢复时可能产生额外非连续 ID，但可避免大量表使用 `AUTO_ID_CACHE 1` 时可能出现的写入阻塞。
 
 ## 使用限制