首先我們來看一下這五種I/O分別是什麼：阻塞I/O，非阻塞I/O，I/O複用，信號驅動I/O，異步I/O
在來看下它們的執行過程（除異步I/O）：都是分爲兩步，首先是等待數據準備（除信號驅動IO外，其它幾種都是自己在等待），當數據準備好之後再有內核拷貝到我們的用戶空間。
1. 阻塞I/O模型
應用程序調用一個IO函數，導致應用程序阻塞，等待數據準備好。
如果數據沒有準備好，一直等待。
數據準備好了，從內核拷貝到用戶空間
IO函數返回成功指示
2. 非阻塞I/O模型
我們把一個套接口設置爲非阻塞就是告訴內核，當所請求的I/O操作無法完成時，不要將進程睡眠（或掛起），而是返回一個錯誤。這樣我們的I/O操作函數將不斷的測試數據是否已經準備好，如果沒有準備好，繼續測試，直到數據準備好爲止。在這個不斷測試的過程中，會大量的佔用CPU的時間。其中紅色圈出來的過程就是不斷在測試數據是否準備好了，當我們看到數據準備好，則從內核拷貝到用戶，然後返回成功。
3. I/O複用
I/O複用模型會用到select或者poll函數，這兩個函數也會使進程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的的，這兩個函數可以同時阻塞多個I/O操作。而且可以同時對多個讀操作，多個寫操作的I/O函數進行檢測，直到有數據可讀或可寫時，才真正調用I/O操作函數。
上層應用程序調用select（該機制由Linux內核支持，避免了Application3忙等待），進行輪詢文件描述符的狀態變化。當select管理的文件描述符沒有數據（或者狀態沒有變化時），上層應用程序也會阻塞；select機制可以管理多個文件描述符；select可以看成一個管理者，用select來管理多個IO。
一旦檢測到的一個I/O或者多個IO，有我們監視的事件發生時，select函數將返回，返回值爲檢測到的事件個數，進而可以利用select相關API函數，操作具體事件；select函數可以設置等待時間，避免了上層應用程序長期僵死；和阻塞IO模型相比，selectI/O複用模型相當於提前阻塞了。等到有數據到來時，再調用recv就不會發生阻塞。
4. 信號驅動I/O模型
首先我們允許套接口進行信號驅動I/O,並安裝一個信號處理函數，進程繼續運行並不阻塞。當數據準備好時，進程會收到一個SIGIO信號，可以在信號處理函數中調用I/O操作函數處理數據。、
這種用於模型用的比較少，屬於典型的“拉模式(上層應用被動的去Linux內核空間中拉數據)”。即：上層應用需要調用recv函數把數據拉進來,會有時間延遲,我們無法避免在延遲時,會又有新的信號的產生。
5. 異步I/O模型
調用aio_read函數，告訴內核描述字，緩衝區指針，緩衝區大小，文件偏移以及通知的方式，然後立即返回。當內核將數據拷貝到緩衝區後，再通知應用程序。
說明1：上層應用程序調用aio_read函數，同時提交一個應用層的緩衝區buf；調用完畢後，不會阻塞。上層應用程序可以繼續其他任務。
說明2：當TCP/IP協議緩衝區有數據時，Linux主動的把內核數據copy到用戶空間。然後再給上層應用發送信號；告訴上層應用數據到來,需要處理！
說明3：典型的“推模式”
說明4： 效率最高的一種模式，上層應用程序Application5有異步處理的能力（在Linux內核的支持下,處理其他任務的同時，也可支持IO通訊）。
下來我們來了解一些關於阻塞與非阻塞的，及同步與異步的相關知識。
1. 阻塞與非阻塞
阻塞和非阻塞關注的是程序在等待調用結果（消息，返回值）時的狀態，阻塞調用是指調用結果返回之前，當前線程會被掛起。調用線程只有在得到結果之後纔會返回。非阻塞調用指在不能立刻得到結果之前，該調用不會阻塞當前線程。
2.同步與異步
同步和異步關注的是消息通信機制 (synchronous communication/ asynchronous communication)所謂同步，就是在發出一個*調用*時，在沒有得到結果之前，該*調用* 就不返回。但是一旦調用返回，就得到返回值了。 換句話說，就是由*調用者*主動等待這個*調用*的結果。而異步則是相反，*調用*在發出之後，這個調用就直接返回了，所以沒有返回結果。 換句話說，當一個異步過程調用發出後，調用者不會立刻得到結果。而是在*調用*發 出後，*被調用者*通過狀態、通知來通知調用者，或通過回調函數處理這個調用。
a. 同步I/O操作引起請求進程阻塞，直到I/O操作完成。
異步I/O操作不引起請求進程阻塞。
b. 我們的前四個模型都是同步I/O，只有最後一個異步I/O模型是異步I/O。