同步阻塞IO
應用程序（application）爲了執行這個read操作，會調用相應的一個system call，將系統控制權交給kernel，然後就進行等待（這其實就是被阻塞了）。kernel開始執行這個system call，執行完畢後會嚮應用程序返回響應，應用程序得到響應後，就不再阻塞，並進行後面的工作。
例如，“在調用 read 系統調用時，應用程序會阻塞並對內核進行上下文切換。然後會觸發讀操作，當響應返回時（從我們正在從中讀取的設備中返回），數據就被移動到用戶空間的緩衝區中。然後應用程序就會解除阻塞（read 調用返回）。”
舉一個淺顯的例子，就好比你去一個銀行櫃檯存錢。首先，你會將存錢的單子填好，然後交給櫃員。這裏，你就好比是application，單子就是 調用的 system call，櫃員就是kernel。提交好單子後，你就坐在櫃檯前等，相當於開始進行等待。櫃員辦好以後會給你一個回執，表示辦好了，這就是 response。然後你就可以拿着回執幹其它的事了。注意，這個時候，如果你辦完之後馬上去查賬，存的錢已經打到你的賬戶上了。後面你會發現，這點很重要。
同步非阻塞IO
在linux下，應用程序可以通過設置文件描述符的屬性O_NONBLOCK，I/O操作可以立即返回，但是並不保證I/O操作成功。也就是說，當應用程序設置了O_NONBLOCK之後，執行write操作，調用相應的system call，這個system call會從內核中立即返回。但是在這個返回的時間點，數據可能還沒有被真正的寫入到指定的地方。也就是說，kernel只是很快的返回了這個 system call（這樣，應用程序不會被這個IO操作blocking），但是這個system call具體要執行的事情（寫數據）可能並沒有完成。而對於應用程序，雖然這個IO操作很快就返回了，但是它並不知道這個IO操作是否真的成功了，如果想 知道，需要應用程序主動地去問kernel。這次不是去銀行存錢，而是去銀行匯款。同樣的，你也需要填寫匯款單然後交給櫃員，櫃員進行一些簡單的手續處理就能夠給你回執。但是，你拿到回執並 不意味着錢已經打到了對方的賬上。事實上，一般匯款的週期大概是24個小時，如果你要以存錢的模式來匯款的話，意味着你需要在銀行等24個小時，這顯然是 不現實的。所以，同步非阻塞IO在實際生活中也是有它的意義的。
異步阻塞IO
和之前一樣，應用程序要執行read操作，因此調用一個system call，這個system call被傳遞給了kernel。但在應用程序這邊，它調用system call之後，並不等待kernel返回response，這一點是和前面兩種機制不一樣的地方。這也是爲什麼它被稱爲異步的原因。但是爲什麼稱其爲阻塞 呢？這是因爲雖然應用程序是一個異步的方式，但是select()函數會將應用程序阻塞住，一直等到這個system call有結果返回了，再通知應用程序。也就是說，“在這種模型中，配置的是非阻塞 I/O，然後使用阻塞 select 系統調用來確定一個 I/O 描述符何時有操作。”所以，從IO操作的實際效果來看，異步阻塞IO和第一種同步阻塞IO是一樣的，應用程序都是一直等到IO操作成功之後（數據已經被寫入或者讀取），纔開始進行下面的工作。異步阻塞IO的好處在於一個select函數可以爲多個描述符提供通知，提高了併發性。關於提高併發性這點，我們還以銀行爲例說明。比如說一個銀行櫃檯，現在有10個人想存錢。按照現在銀行的做法，一個個排隊。第一個人先填存款單， 然後提交，然後櫃員處理，然後給回執，成功後再輪到下一個人。大家應該都在銀行排過對，這樣的流程是很痛苦的。如果按照異步阻塞的機制，10個人都填好存 款單，然後都提交給櫃檯，提交完之後所有的10個人就在銀行大廳等待。這時候會專門有個人，他會了解存款單處理的情況，一旦有存款單處理完畢，他會將回執 交給相應的正在大廳等待的人，這個拿到回執的人就可以去幹其他的事情了。而前面提到的這個專人，就對應於select函數。
異步非阻塞IO
如圖所示，應用程序提交read請求的system call，然後，kernel開始處理相應的IO操作，而同時，應用程序並不等kernel返回響應，就會開始執行其他的處理操作（應用程序沒有被IO操 作所阻塞）。當kernel執行完畢，返回read的響應，就會產生一個信號或執行一個基於線程的回調函數來完成這次 I/O 處理過程。比如銀行存錢。現在某銀行新開通了一項存錢業務。用戶之需要將存款單交給櫃檯，然後無需等待就可以離開了。櫃檯辦好以後會給用戶發送一條短信，告知交易成功。這樣用戶不需要在櫃檯前進行長時間的等待，同時，也能夠得到確切的消息知道交易完成。從前面的介紹中可以看出，所謂的同步和異步，在這裏指的是application和kernel之間的交互方式。如果application不需 要等待 kernel的迴應，那麼它就是異步的。如果application提交完IO請求後，需要等待“回執”，那麼它就是同步的。而阻塞和非阻塞，指的是application是否等待IO操作的完成。如果application必須等到IO操作實際完成以後再執行下面的操作，那麼它是阻塞的。反之，如果不等待IO操作的完成就開始執行其它操作，那麼它是非阻塞的。
等待對列
在 Linux驅動程序中，可以使用等待隊列(wait queue)來實現阻塞進程的喚醒。wait queue很早就作爲一種基本的功能單位出現在Linux內核裏了，它以隊列位基礎數據結構，與進程調度機制緊密結合，能夠用於實現內核中異步事件通知機 制。等待隊列可以用來同步對系統資源的訪問。(信號量在內核中也依賴等待隊列來實現).
Linux-2.6提供如下關於等待隊列的操作:(1) 定義"等待隊列頭"
wait_queue_head_t my_queue;
(2) 初始化"等待隊列頭"
init_waitqueue_head(&my_queue);定義和初始化的快捷方式:DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(my_queue);
(3) 定義等待隊列
DECLARE_WAITQUEUE(name, tsk);定義並初始化一個名爲name的等待隊列(wait_queue_t);
(4) 添加/移除等待隊列
void fastcall add_wait_queue(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait);void fastcall remove_wait_queue(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait);add_wait_queue()用於將等待隊列wait添加到等待隊列頭q指向的等待隊列鏈表中，而remove_wait_queue()用於將等待隊列wait從附屬的等待隊列頭q指向的等待隊列鏈表中移除。
(5) 等待事件
wait_event(queue, condition);wait_event_interruptible(queue, condition);wait_event_timeout(queue, condition, timeout);wait_event_interruptible_timeout(queue, condition, timeout);等待第一個參數queue作爲等待隊列頭的等待隊列被喚醒，而且第二個參數condition必須滿足，否則阻塞。wait_event()和 wait_event_interruptible()的區別在於後者可以被信號打斷，而前者不能。加上timeout後的宏意味着阻塞等待的超時時間， 以jiffy爲單位，在第三個參數的timeout到達時，不論condition是否滿足，均返回。
(6) 喚醒隊列
void wake_up(wait_queue_head_t *queue);void wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *queue);上述操作會喚醒以queue作爲等待隊列頭的所有等待隊列對應的進程。wake_up() <---> wait_event()
wait_event_timeout()
wake_up_interruptible() <---> wait_event_interruptible()
wait_event_interruptible_timeout()
wake_up()可以喚醒處於TASK_INTERRUPTIBLE和TASK_UNINTERRUPTIBLE的進程wake_up_interruptble()只能喚醒處於TASK_INTERRUPTIBLE的進程。
(7) 在等待隊列上睡眠
sleep_on(wait_queue_head_t *q);interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q);
sleep_on()函數的作用就是將當前進程的狀態置成TASK_UNINTERRUPTIBLE，定義一個等待隊列，並把它添加到等待隊列頭q，直到資源可獲得，q引導的等待隊列被喚醒。interruptible_sleep_on()與sleep_on()函數類似，其作用是將目前進程的狀態置成 TASK_INTERRUPTIBLE，並定義一個等待隊列，之後把它附屬到等待隊列頭q，直到資源可獲得，q引導的等待隊列被喚醒或者進程收到信 號。 sleep_on() <---> wake_up() interruptible_sleep_on() <---> wake_up_interruptible()