在InnoDB内存结构中，对每个含有自增长的表都有一个自增长计数器，当进行插入操作时，这个计数器会被初始化，执行如下语句得到计数器的值：

select max(auto_inc_col) from t for update

插入操作会依据这个自增长计数器值加1赋给自增长列，这个实现方式叫AUTO-INC Locking。此锁是采用一种特殊的表锁机制，为了提高插入的性能，锁不是在一个事务完成后才释放，而是在完成对自增长值插入的SQL语句后立即释放。但对于类似insert...select的插入则需要等待另一个事务结束，这样性能就下降了。
在版本mysql.5.1.22开始，InnDB提供了一种经量级互斥量的自增长实现机制以提高自增长值的插入性能，innodb_autoinc_lock_mode参数可以配置使用锁还是互斥量。

理论上mysql主键会用完，如果是int类型其最大值为4294967295;bigint则为18446744073709551615,这两个数据已经很大了，不过不太可能会增长到那个时候，因为早就要进行分库分表了。

本文来自于《mysql技术内幕 InnoDB存储引擎》一书