一、什么是阻塞和非阻塞？什么是同步和异步？
1.1、阻塞与非阻塞
阻塞与非阻塞是描述进程在访问某个资源时，数据是否准备就绪的的一种处理方式。当数据没有准备就绪时：
- 阻塞：线程持续等待资源中数据准备完成，直到返回响应结果。
- 非阻塞：线程直接返回结果，不会持续等待资源准备数据结束后才响应结果。
从线程的角度考虑 ，线程挂起，不再抢夺CPU， 则称为线程被阻塞。
1.2、同步与异步
同步就是一个任务的完成需要依赖另外一个任务时，只有等待被依赖的任务完成后，依赖的任务才能算完成，这是一种可靠的任务序列。要么成功都成功，失败都失败，两个任务的状态可以保持一致。而异步是不需要等待被依赖的任务完成，只是通知被依赖的任务要完成什么工作，依赖的任务也立即执行，只要自己完成了整个任务就算完成了。至于被依赖的任务最终是否真正完成，依赖它的任务无法确定，所以它是不可靠的任务序列。我们可以用打电话和发短信来很好的比喻同步与异步操作。
- 同步与异步是指访问数据的机制，同步一般指主动请求并等待IO操作完成的方式。
- 异步则指主动请求数据后便可以继续处理其它任务，随后等待IO操作完毕的通知。
任务的执行需要相互等待、相互协调为同步；各执行各的，不管其他人，是异步。
同步亲自主动查看，异步等通知！
同步：最开始应该是两个人步伐一致，也就是你迈一步的同时我也迈一步，我迈步的时候你不能干别的事，就像连体婴儿，一个上厕所的时候另一个必须得跟着去。计算机里同步是相对谁来说的？答：用户空间（线程）IO操作和内核空间（线程）IO操作
啥是用户空间和内核空间？
答：空间本质上就是内存，用户空间是指用户进程所占用的内存，内核空间指的是系统进程所占用的空间，你玩的windows开机的时候就已经划分好了，这块内存归你，那块内存归系统，你不能在系统占用的内存上操作。同步体现在哪？
答：同步就是说你内核线程IO读写的时候，我用户线程得等着你完成IO，干不了旁的事儿，这里的重点就在于必须等待对方把事情做完我才能做别的事。
异步：内核线程在IO操作的时候，用户线程不跟着，而是我想干啥就干啥，等你IO完成之后你可以通知我你IO完事了，得到通知之后我再去选择对这些数据做操作。
同步就是你烧一壶水，你要么一直在旁边守着等着水烧开（同步阻塞），要么一会儿来一趟看水烧开没（同步非阻塞）。异步就是水烧开了会有人通知你，不用你亲力亲为的去监督这件事。
阻塞：阻塞就是把线程堵住了，线程不能去干别的事。阻塞情况下用户线程读取内核空间数据，如果此时还没有数据就会被堵住，一直到有数据才返回。
阻塞与IO有啥关系？
答：当内核空间没有发生IO读写之前，用户线程就等待操作内核空间IO好的数据。阻塞与同步是一回事儿吗？
答：显然不是，同步针对的是IO操作，阻塞针对的是线程对象。即便内核空间没有IO操作，用户线程同样会发生阻塞。
啥是非阻塞？
答：非阻塞就是线程没被堵住，想干啥干啥。对非阻塞情况，用户线程读取内核空间数据，不管此时有没有数据，用户线程都直接返回。
老王烧开水：
1、普通水壶煮水，站在旁边，主动的看水开了没有？同步阻塞
2、普通水壶煮水，去干点别的事，每过一段时间去看看水开了没有，水没开就继续干别的。 同步非阻塞
3、响水壶煮水，站在旁边，不会每过一段时间主动看水开了没有。如果水开了，水壶自动通知他。 异步阻塞
4、响水壶煮水，去干点别的事，如果水开了，水壶自动通知他。异步非阻塞
归纳
A：阻塞与非阻塞是针对线程来说的，阻塞可能发生在IO期间也可能发生在IO之前。
B：同步与异步是针对IO操作来说的，同步是用户线程一直盯着IO直到完成，异步是用户线程在IO完成时会收到通知。
二、组合概念
2.1 同步阻塞IO（BIO、即传统的IO模型）
同步体现在IO完成之前用户线程不能做别的事情。
阻塞体现在用户线程从发送read请求开始一直到内核线程完成IO读写和数据拷贝都是堵住的。
用户线程通过系统调用read发起IO读操作，由用户空间转到内核空间。内核等到数据包到达后，然后将接收的数据拷贝到用户空间，完成read操作。
2.2 同步非阻塞IO（NIO）
同步体现在IO完成之前用户线程不能做别的事情。
非阻塞体现在用户线程发送read请求之后没有被堵住而是立刻返回。
这里体现了同步与阻塞的区别，即虽然线程返回了，但是线程在没拿到结果之前干不了别的事情。
用户线程通过系统调用read发起IO读操作，由用户空间转到内核空间。内核等到数据包到达后，然后将接收的数据拷贝到用户空间，完成read操作。即用户需要不断地调用read，尝试读取socket中的数据，直到读取成功后，才继续处理接收的数据。整个IO请求的过程中，虽然用户线程每次发起IO请求后可以立即返回，但是为了等到数据，仍需要不断地轮询、重复请求（会消耗大量的CPU的资源）
2.3 异步阻塞IO（IO多路复用）
模型是建立在内核提供的多路分离函数select基础之上的，使用select函数可以避免同步非阻塞IO模型中轮询等待的问题。
用户首先将需要进行IO操作的socket添加到select中，然后阻塞等待select系统调用返回。当数据到达时，socket被激活，select函数返回。用户线程正式发起read请求，读取数据并继续执行。
从流程上来看，使用select函数进行IO请求和同步阻塞模型没有太大的区别，甚至还多了添加监视socket，以及调用select函数的额外操作，效率更差。但是，使用select以后最大的优势是用户可以在一个线程内同时处理多个socket的IO请求。用户可以注册多个socket，然后不断地调用select读取被激活的socket，即可达到在同一个线程内同时处理多个IO请求的目的。而在同步阻塞模型中，必须通过多线程的方式才能达到这个目的。
然而，使用select函数的优点并不仅限于此。虽然上述方式允许单线程内处理多个IO请求，但是每个IO请求的过程还是阻塞的（在select函数上阻塞），平均时间甚至比同步阻塞IO模型还要长。如果用户线程只注册自己感兴趣的socket或者IO请求，然后去做自己的事情，等到数据到来时再进行处理，则可以提高CPU的利用率。
2.4 异步非阻塞IO（AIO，Asynchronous IO）
也叫异步IO，“真正”的异步IO需要操作系统更强的支持。在IO多路复用模型中，事件循环将文件句柄的状态事件通知给用户线程，由用户线程自行读取数据、处理数据。而在异步IO模型中，当用户线程收到通知时，数据已经被内核读取完毕，并放在了用户线程指定的缓冲区内，内核在IO完成后通知用户线程直接使用即可。
异步IO模型中，用户线程直接使用内核提供的异步IO API发起read请求，且发起后立即返回，继续执行用户线程代码。不过此时用户线程已经将调用的AsynchronousOperation和CompletionHandler注册到内核，然后操作系统开启独立的内核线程去处理IO操作。当read请求的数据到达时，由内核负责读取socket中的数据，并写入用户指定的缓冲区中。最后内核将read的数据和用户线程注册的CompletionHandler分发给内部Proactor，Proactor将IO完成的信息通知给用户线程（一般通过调用用户线程注册的完成事件处理函数），完成异步IO。
三、NIO模型
NIO（JDK1.4）模型是一种同步非阻塞IO，主要有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector（多路复用器）。
传统IO基于字节流和字符流进行操作，而NIO基于Channel和Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector(多路复用器)用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个线程可以监听多个数据通道。
NIO和传统IO（一下简称IO）之间第一个最大的区别是，IO是面向流的，NIO是面向缓冲区的。
在标准的 IO API 中，你可以使用字节流和字符流。在 NIO 中，你使用的是Channel和Buffer。数据总是从一个Channel读到一个Buffer，或者从一个Buffer写到一个Channel。NIO 包含“selectors”的概念。一个Selector是一个对象，它可以监控多个Channel的事件（如：连接打开，数据到达等）。因此，一个线程可以监控多个Channel的数据。
IO：
IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节，直至读取所有字节，它们没有被缓存在任何地方。此外，它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据，需要先将它缓存到一个缓冲区。IO的各种流是阻塞的。这意味着，当一个线程调用read() 或 write()时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。
NIO：
一个线程可以从一个 channel（通道）将数据读到一个
Buffer（缓冲区）中。当Channel将数据读入Buffer时，线程可以做其他事情。一旦数据读入Buffer结束，线程就可以继续处理数据。向Channel写入数据也是如此。NIO的缓冲导向方法略有不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是，还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且，需确保当更多的数据读入缓冲区时，不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。
NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取。而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。 非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。 线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道（channel）。
NIO优点：
- 通过Channel注册到Selector上的状态来实现一种客户端与服务端的通信。
- Channel中数据的读取是通过Buffer , 一种非阻塞的读取方式。
- Selector 多路复用器 单线程模型， 线程的资源开销相对比较小。
一个Selector允许一个线程处理多个Channel。如果您的应用程序有许多连接（Channel）打开，但每个连接的流量很小，这就很方便。例如聊天服务器。
补充一：Redis是单线程为啥还快？
Redis采用了IO多路复用（异步阻塞），可达到在同一个线程内同时处理多个IO请求的目的。同样的效果，在同步阻塞模型中，必须通过多线程的方式才能达到。
可以打个比方：
就好比去银行办业务，只有一个窗口开放，大家都排在这个窗口下等待办业务。轮到某个人时，他的业务需要先要向银行经理阐述业务需求然后从窗口领到表格（2分钟），然后到一边填写表格（10分钟）。
多路复用就是：你去填表格时，银行经理不停下，继续接待下一个客户，等你这边填完了表格继续回去窗口那里完成业务办理。
好处就是银行经理一直在办业务，没有停下来等待，业务处理效率就能得到保证。这里一个窗口就好比是单线程，这里银行经理就是一个线程，每个客户就是一个Socket，每个业务就是一个IO请求，一个线程（客户经理）能够不间断地处理多个Socket（客户）的多个业务（IO）。
同步阻塞 或多线程 就是：多开几个服务窗口（多个线程）。
Redis即使是单线程的，但是它的操作是异步的，每个读、写操作都是不需要等待的，再加上都是基于内存的操作因此很快。