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在刚开始学习到五种IO模型时，只是学习各个模型的工作特点，却不能真正的理解，类似于死记硬背，而现在伴随着知识的积累，也慢慢的将以前不懂的知识慢慢梳理，理解；今天就来聊聊，Linux下的五种IO模型。
一、同步与异步，阻塞与非阻塞
1.1 同步
同步通常是指一个任务的完成依赖于另外一个任务，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。要么都成功，要么都失败，两个任务的状态可保持一致。
1.2 异步
异步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，该任务就立即执行，只要整个任务完成就算完成了。至于被依赖的任务是否完成，另一任务无法确定，所以是不可靠的任务序列。
1.3 阻塞
阻塞调用是指咋调用结果返回之前，该线程会被挂起，一直处于等待消息通知，不能执行其他任务，在得到结果后返回。
1.4 非阻塞
与阻塞等待结果的方式相反，非阻塞调用若没有在调用后立刻获得调用结果，将会立刻返回。通常非阻塞都会多次调用，所以在提高了CPU利用率的同时，增加了线程切换的次数。
二、同步阻塞与同步非阻塞
2.1 同步阻塞
线程在等待当前函数返回时，没有执行其他消息处理，而处于挂起等待状态，打个比方：
在linux中默认情况下所有的socket都是阻塞模式。当用户进程调用了read()这个系统调用，内核就开始了IO的第一个阶段：准备数据。对于网络IO来说，很多时候数据在一开始还没有到达（比如，
还没有收到一个完整的UDP包），这个时候内核就要等待足够的数据到来。而在用户进程这边，整个进程会被阻塞。当内核一直等到数据准备好了，它就会将数据从内核中拷贝到用户内存，然后内核返回结果，用户进程才解除阻塞的状态，重新运行起来；几乎所有的程序员第一次接触到的网络编程都是从listen()、read()、write() 等接口开始的，这些接口都是阻塞型的，一个简单的改进方案是在服务器端使用多线程（或多进程）。多线程（或多进程）的目的是让每个连接都拥有独立的线程（或进程），这样任何一个连接的阻塞都不会影响其他的连接。
2.2 同步非阻塞
线程在等待当前函数返回时，仍在执行其他消息处理，例如：
默认创建的socket都是阻塞的，同步非阻塞IO是在同步阻塞IO的基础上，将socket设置为NONBLOCK，这个可以使用ioctl()系统调用设置。这样做用户线程可以在发起IO请求后可以立即返回，如果该次读操作并未读取到任何数据，用户线程需要不断地发起IO请求，直到数据到达后，才真正读取到数据，继续执行。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，消耗了大量的CPU的资源。一般很少直接使用这种模型，而是在其他IO模型中使用非阻塞IO这一特性。
三、五种网络IO模型
3.1 阻塞IO模型
应用程序调用一个 IO 函数，导致应用程序阻塞，等待数据准备好。 如果数据没有准备好，一直等待…数据准备好了，从内核拷贝到用户空间,IO 函数返回成功指示。
当调用 recv()函数时，系统首先查是否有准备好的数据。如果数据没有准备好，那么系统就处于等待状态。当数据准备好后，将数据从系统缓冲区复制到用户空间，然后该函数返回。在套接应用程序中，当调用 recv()函数时，未必用户空间就已经存在数据，那么此时 recv()函数就会处于等待状态。
3.2非阻塞IO模型
我们把一个 SOCKET 接口设置为非阻塞就是告诉内核，当所请求的 I/O 操作无法完成时，不要将进程睡眠，而是返回一个错误。这样我们的 I/O 操作函数将不断的测试数据是否已经准备好，如果没有准备好，继续测试，直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中，会大量的占用 CPU 的时间。上述模型绝不被推荐。
3.3 IO复用模型
关于IO多路复用，简单来说，就是并非RECV函数阻塞，而是换了一个函数处于阻塞，那就是 select，poll和epoll；
select和poll类似，他们特点在于可以监听多个事件，当有时间发生，函数将会返回，然后采用轮询的方式查看具体是哪一个事件可读了，这是再调用recv函数，但是如果监听的事件过多，轮询产生的时间开销就过大，因为每一次阻塞前都要将事件的文件描述符全部从用户态拷到内核，而返回后又要拷贝到用户态所以epoll是二者的一个优化；epoll采用注册时间的机制，每监听一个事件，都会给该事件注册一个回调函数，且注册的文件描述符本身就位于内核态，所以select和poll高效；
3.4 信号驱动IO
两次调用，两次返回；
首先我们允许套接口进行信号驱动 I/O,并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时，进程会收到一个 SIGIO 信号，可以在信号处理函数中调用 I/O 操作函数处理数据。
3.5 异步IO
相对于同步IO，异步IO不是顺序执行。用户进程进行aio_read系统调用之后，无论内核数据是否准备好，都会直接返回给用户进程，然后用户态进程可以去做别的事情。等到socket数据准备好了，内核直接复制数据给进程，然后从内核向进程发送通知。IO两个阶段，进程都是非阻塞的。
Linux提供了AIO库函数实现异步，但是用的很少。目前有很多开源的异步IO库，例如libevent、libev、libuv。
我的其他博客关于select，poll和epoll也有详细的讲解。