5种IO模型、阻塞IO和非阻塞IO、同步IO和异步IO
读了几篇文章，我发现有各种各样的理解。 可能是因为大家切口的角度、环境不同。 因此，首先介绍基本的IO操作和环境。 本文是第《UNIX网络编程 卷1：套接字联网API》 6.2节“I/O模型”的基础，即在UNIX/LINUX环境下的网络IO环境下的理解，其中的示例是网络UDP数据的读取(接收)。 以下简要写下自己对这些IO模型的理解。
1、IO
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LINUX进程不能直接操作I/O设备。 必须通过系统调用请求内核完成I/O操作。 内核为每个I/O设备维护一个缓冲区。
对于输入操作，在进程IO系统调用后，内核会查看缓冲区中是否存在相应的缓存数据，如果没有，则读取到设备中。 设备IO一般很慢，需要等待。 如果内核缓冲区中包含数据，则会直接复制到进程区域。
因此，一个网络输入操作通常包括两个不同的阶段。
(1)等待网络数据到达网卡被读入内核缓冲区，准备数据；
(2)从内核缓冲区向进程空间复制数据。
IO (Input/Output，输入/输出)即数据的读取（接收）或写入（发送）操作，通常用户进程中的一个完整IO分为两阶段：用户进程空间--内核空间、内核空间--设备空间（磁盘、网络等）《UNIX网络编程》明确地说，五种类型的IO模型分别是块IO模型、去块IO模型、IO复用模型、信号驱动IO模型和异步IO模型； 前四个是同步I/o操作，只有异步I/o模型是异步I/o操作。 以下示例基于IO模型分析接收网络UDP数据的过程并简要描述这些IO模型。
IO有内存IO、网络IO和磁盘IO三种，通常我们说的IO指的是后两者。
进程开始调用IO系统后，进程被屏蔽，进入内核空间处理，整个IO处理完成后返回进程。 如果操作成功，进程将检索数据。
1、典型应用：2、5种IO模型
2、特点：
2-1、阻塞IO模型
实现难度低，APP软件开发容易
并发使用量少的web APP开发
3358www.Sina.com/:1:因为一个请求IO阻塞进程，所以必须为每个请求分配处理进程(线程)和时间响应，开销很大。
阻塞socket、Java BIO；
如果进程启动IO系统调用后内核缓冲区中没有数据且需要读取到IO设备，则进程将返回错误而不会阻塞。 进程启动IO系统调用后，如果内核缓冲区中包含数据，内核会将数据返回给进程。
在上述块IO模型中，内核数据是进程阻塞挂起不消耗CPU资源，及时响应每个操作
1、典型应用：套接字为无阻塞方式(设置为NONBLOCK ) ) ) ) )。
2、特点：
不适用并发量大的应用
实现难度低，开发APP应用相对难以屏蔽IO模式；
并发性少，不需要及时应对的web APP开发
2-2、非阻塞IO模型
可以在一个复用器(select )中注册多个进程的IO，并在一个进程中调用该选择。 select会监听所有注册的IO。
如果未接收到select的IO在内核缓冲区中没有可读数据，则select调用进程将被阻止。 如果任何IO在内核缓冲区中包含数据，则会返回select调用。
然后，选择呼叫进程可以自己或者通知另一个过程(注册过程)重新开始读取IO，然后读取准备用于内核的数据。
需要进程阻塞的时候，就返回一个错误，以使得进程不被阻塞。
1、典型应用：进程轮询（重复）调用，消耗CPU的资源
trong>Java NIO;2、特点：
专一进程解决多个进程IO的阻塞问题，性能好；Reactor模式;
实现、开发应用难度较大；
适用高并发服务应用开发：一个进程（线程）响应多个请求；
3、select、poll、epoll
Linux中IO复用的实现方式主要有select、poll和epoll：
Select：注册IO、阻塞扫描，监听的IO最大连接数不能多于FD_SIZE；
Poll：原理和Select相似，没有数量限制，但IO数量大扫描线性性能下降；
Epoll ：事件驱动不阻塞，mmap实现内核与用户空间的消息传递，数量很大，Linux2.6后内核支持；
2-4、信号驱动IO模型当进程发起一个IO操作，会向内核注册一个信号处理函数，然后进程返回不阻塞；当内核数据就绪时会发送一个信号给进程，进程便在信号处理函数中调用IO读取数据。
1、特点：回调机制，实现、开发应用难度大；
2-5、异步IO模型当进程发起一个IO操作，进程返回（不阻塞），但也不能返回果结；内核把整个IO处理完后，会通知进程结果。如果IO操作成功则进程直接获取到数据。
1、典型应用：JAVA7 AIO、高性能服务器应用
2、特点：
不阻塞，数据一步到位；Proactor模式；
需要操作系统的底层支持，LINUX 2.5 版本内核首现，2.6 版本产品的内核标准特性；
实现、开发应用难度大；
非常适合高性能高并发应用；
3、IO模型比较 3-1、阻塞IO调用和非阻塞IO调用、阻塞IO模型和非阻塞IO模型注意这里的阻塞IO调用和非阻塞IO调用不是指阻塞IO模型和非阻塞IO模型：
阻塞IO调用 ：在用户进程（线程）中调用执行的时候，进程会等待该IO操作，而使得其他操作无法执行。
非阻塞IO调用：在用户进程中调用执行的时候，无论成功与否，该IO操作会立即返回，之后进程可以进行其他操作（当然如果是读取到数据，一般就接着进行数据处理）。
这个直接理解就好，进程（线程）IO调用会不会阻塞进程自己。所以这里两个概念是相对调用进程本身状态来讲的。
从上面对比图片来说，阻塞IO模型是一个阻塞IO调用，而非阻塞IO模型是多个非阻塞IO调用+一个阻塞IO调用，因为多个IO检查会立即返回错误，不会阻塞进程。
而上面也说过了，非阻塞IO模型对于阻塞IO模型来说区别就是，内核数据没准备好需要进程阻塞的时候，就返回一个错误，以使得进程不被阻塞。
3-2、同步IO和异步IO同步IO：导致请求进程阻塞，直到I/O操作完成。
异步IO：不导致请求进程阻塞。
上面两个定义是《UNIX网络编程 卷1：套接字联网API》给出的。这不是很好理解，我们来扩展一下，先说说同步和异步，同步和异步关注的是双方的消息通信机制：
同步：双方的动作是经过双方协调的，步调一致的。
异步：双方并不需要协调，都可以随意进行各自的操作。
这里我们的双方是指，用户进程和IO设备；明确同步和异步之后，我们在上面网络输入操作例子的基础上，进行扩展定义：
同步IO：用户进程发出IO调用，去获取IO设备数据，双方的数据要经过内核缓冲区同步，完全准备好后，再复制返回到用户进程。而复制返回到用户进程会导致请求进程阻塞，直到I/O操作完成。
异步IO：用户进程发出IO调用，去获取IO设备数据，并不需要同步，内核直接复制到进程，整个过程不导致请求进程阻塞。
所以， 阻塞IO模型、非阻塞IO模型、IO复用模型、信号驱动的IO模型者为同步IO模型，只有异步IO模型是异步IO。