¿Cómo obtengo el attachment_id?

De acuerdo, todas esas funciones hipercomplejas se pueden reducir a un simple comando: attachment_url_to_postid

Solo necesitas analizar la URL de la imagen para obtener el ID del adjunto:

<?php

   $attachment_id = attachment_url_to_postid( $image_url );
   echo $attachment_id;

?>

Eso es todo lo que necesitas.

Llego tarde para responder esta pregunta, pero funcionará.

$attachment_id = get_post_thumbnail_id( $post->ID );
$url = wp_get_attachment_image_src($attachment_id, 'tamaño-deseado');

Tuve el mismo problema mientras usaba el plugin CMB, lo resolví añadiendo una función personalizada al functions.php para obtener el ID de la imagen usando la URL de la imagen:

functions.php

function cmb_get_image_id($image_src) {
    global $wpdb;
    $image = $wpdb->get_col($wpdb->prepare("SELECT ID FROM $wpdb->posts WHERE guid='%s';", $image_src )); 
    return $image[0]; //retorna el ID de la imagen
}

En tu tema:

$my_image = get_post_meta($post->ID, '_my_image_metabox', false);
$attachment_id = cmb_get_image_id($my_image);
wp_get_attachment_image_src($attachment_id, 'desired-size');

Lo que hago en estos casos es guardar el ID en un campo oculto junto con la URL.

function meta_image_upload() {
    global $post;
    $my_image = get_post_meta($post->ID, '_my_image_metabox', true);
    $my_image_id = get_post_meta($post->ID, '_my_image_id_metabox', true);

    $out = '<input id="my_image" type="text" name="my_uploaded_image" value="'. $my_image .'">';
    $out .= '<input id="my_image_id" type="hidden" name="my_uploaded_image_id" value="'. $my_image_id .'">';
    $out .= '<button id="my_image_upload">Subir Imagen</button>';

    echo $out;
}  

En el script de manejo de la subida:

attachment = custom_uploader.state().get('selection').first().toJSON();
    $('#my_image').val(attachment.url);
    $('#my_image_id').val(attachment.id); // Solo añade esta línea

Luego, en otras llamadas:

global $post;
$my_image_id = get_post_meta($post->ID, '_my_image_id_metabox', true);
wp_get_attachment_image_src($my_image_id, 'tamaño-deseado');

Esta es solo mi solución y alguien podría proponer una mejor. Sin embargo, encontré que es más rápido que consultar la base de datos para obtener el ID del archivo adjunto asociado.

Todos los metadatos de la publicación que estás guardando están asociados a una publicación de tipo adjunto, por lo que puedes considerar que $post->ID es el ID del adjunto.

Prueba con esto:

$attachment_id = $wpdb->get_var( 
    $wpdb->prepare( 
        "SELECT wposts.ID 
            FROM $wpdb->posts wposts, $wpdb->postmeta wpostmeta 
            WHERE wposts.ID = wpostmeta.post_id 
            AND wpostmeta.meta_key = '_wp_attached_file' 
            AND wpostmeta.meta_value = '%s' 
            AND wposts.post_type = 'attachment'", 
        $url
    ) 
);