相關(guān)概念總結(jié)：
同步是指用戶線程發(fā)起 I/O 請求后需要等待或者輪詢內(nèi)核 I/O 操作完成后才能繼續(xù)執(zhí)行；
異步是指用戶線程發(fā)起 I/O 請求后仍繼續(xù)執(zhí)行，當(dāng)內(nèi)核 I/O 操作完成后會通知用戶線程，或者調(diào)用用戶線程注冊的回調(diào)函數(shù)妓美。
阻塞是指 I/O 操作需要徹底完成后才返回到用戶空間码撰；
非阻塞是指 I/O 操作被調(diào)用后立即返回給用戶一個狀態(tài)值，無需等到 I/O 操作徹底完成堵第。
Unix架構(gòu)下的五種模型：
阻塞 I/O
非阻塞 I/O
I/O 復(fù)用（select 和 poll）
信號驅(qū)動 I/O（SIGIO）
異步 I/O（Posix.1 的 aio_ 系列函數(shù)）
阻塞IO
請求無法立即完成則保持阻塞
非阻塞IO
socket 設(shè)置為 NONBLOCK（非阻塞）就是告訴內(nèi)核，當(dāng)所請求的 I/O 操作無法完成時隧出，不要將進(jìn)程睡眠踏志，而是返回一個錯誤碼(EWOULDBLOCK)，這樣請求就不會阻塞胀瞪，但cpu會不斷進(jìn)行輪詢针余，消耗大量cpu資源，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好之后從內(nèi)核態(tài)復(fù)制到用戶態(tài)
I/O 復(fù)用（select 和 poll）
I/O 復(fù)用會用到 select 或者 poll 函數(shù)凄诞，這兩個函數(shù)也會使進(jìn)程阻塞圆雁，但是和阻塞 I/O 所不同的的，這兩個函數(shù)可以同時阻塞多個I/O 操作帆谍。而且可以同時對多個讀操作伪朽，多個寫操作的 I/O 函數(shù)進(jìn)行檢測，直到有數(shù)據(jù)可讀或可寫時汛蝙，才真正調(diào)用 I/O 操作函數(shù)烈涮。使用 select 以后最大的優(yōu)勢是用戶可以在一個線程內(nèi)同時處理多個 socket 的 I/O 請求。用戶可以注冊多個socket窖剑，然后不斷地調(diào)用 select 讀取被激活的 socket坚洽，即可達(dá)到在同一個線程內(nèi)同時處理多個 I/O請求的目的。而在同步阻塞模型中西土，必須通過多線程的方式才能達(dá)到這個目的讶舰。
信號驅(qū)動IO
首先我們允許 socket 進(jìn)行信號驅(qū)動 I/O,并安裝一個信號處理函數(shù)，進(jìn)程繼續(xù)運行并不阻塞。當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好時绘雁，進(jìn)程會收到一個 SIGIO 信號橡疼，可以在信號處理函數(shù)中調(diào)用 I/O 操作函數(shù)處理數(shù)據(jù)。通過信號之間的通信來交互
異步IO模型
調(diào)用 aio_read 函數(shù)庐舟，告訴內(nèi)核描述字欣除，緩沖區(qū)指針，緩沖區(qū)大小挪略，文件偏移以及通知的方式历帚，然后立即返回。當(dāng)內(nèi)核將數(shù)據(jù)拷貝到緩沖區(qū)后杠娱，再通知應(yīng)用程序挽牢。NIO epoll是天然的reactor模型，程序?qū)崿F(xiàn)更容易摊求。AIO如windows的IOCP禽拔，是異步回調(diào)的方式，開發(fā)難度很高室叉。
前四種模型的后半部分相同 都是將數(shù)據(jù)從內(nèi)核態(tài)拷貝到用戶態(tài)睹栖，都是同步模型。最后一個是異步模型茧痕。
BIO NIO AIO的區(qū)別
“一個IO操作其實分成了兩個步驟：發(fā)起IO請求和實際的IO操作野来。同步IO和異步IO的區(qū)別就在于第二個步驟是否阻塞，如果實際的IO讀寫阻塞請求進(jìn)程踪旷，那么就是同步IO曼氛。阻塞IO和非阻塞IO的區(qū)別在于第一步，發(fā)起IO請求是否會被阻塞令野，如果阻塞直到完成那么就是傳統(tǒng)的阻塞IO舀患，如果不阻塞，那么就是非阻塞IO彩掐。同步和異步是針對應(yīng)用程序和內(nèi)核的交互而言的构舟，同步指的是用戶進(jìn)程觸發(fā)IO操作并等待或者輪詢的去查看IO操作是否就緒，而異步是指用戶進(jìn)程觸發(fā)IO操作以后便開始做自己的事情堵幽，而當(dāng)IO操作已經(jīng)完成的時候會得到IO完成的通知。而阻塞和非阻塞是針對于進(jìn)程在訪問數(shù)據(jù)的時候弹澎，根據(jù)IO操作的就緒狀態(tài)來采取的不同方式朴下，說白了是一種讀取或者寫入操作函數(shù)的實現(xiàn)方式，阻塞方式下讀取或者寫入函數(shù)將一直等待苦蒿，而非阻塞方式下殴胧，讀取或者寫入函數(shù)會立即返回一個狀態(tài)值。所以,IO操作可以分為3類：同步阻塞（即早期的IO操作）、同步非阻塞（NIO）团滥、異步非阻塞（AIO）竿屹。同步阻塞：在此種方式下，用戶進(jìn)程在發(fā)起一個IO操作以后灸姊，必須等待IO操作的完成拱燃，只有當(dāng)真正完成了IO操作以后，用戶進(jìn)程才能運行力惯。JAVA傳統(tǒng)的IO模型屬于此種方式碗誉。同步非阻塞：在此種方式下，用戶進(jìn)程發(fā)起一個IO操作以后邊可返回做其它事情父晶，但是用戶進(jìn)程需要時不時的詢問IO操作是否就緒哮缺，這就要求用戶進(jìn)程不停的去詢問，從而引入不必要的CPU資源浪費甲喝。其中目前JAVA的NIO就屬于同步非阻塞IO尝苇。異步：此種方式下是指應(yīng)用發(fā)起一個IO操作以后，不等待內(nèi)核IO操作的完成埠胖，等內(nèi)核完成IO操作以后會通知應(yīng)用程序茎匠。
