I/O模型
通常來說，IO操作包括：對硬盤的讀寫，對socket的讀寫以及外設的讀寫。
一個完整的IO請求操作包括以下兩部分：
- 查看數據是否就緒；
- 進行數據拷貝（內核將數據拷貝到用戶線程）。
在《Unix網絡編程》中提到了五中IO模型，分別是：阻塞IO、非阻塞IO、多路複用IO、信號驅動IO、和異步IO。
阻塞IO模型：
最傳統的一種IO模型，即在讀寫操作過程中發生阻塞現象。
當用戶線程發出IO請求之後，內核會查看數據是否就緒，如果沒有就緒就會等待數據就緒，而用戶線程就會處於阻塞狀態，用戶將交出CPU的佔用。當數據就緒之後，內核會將數據拷貝到用戶線程，並返回結果個給用戶線程，用戶線程才接觸block狀態。
應該注意到，在阻塞過程中，其他應用進程還可以執行，因此阻塞並不意味着整個操作系統都被阻塞。因爲其他應用程序還可以執行，所以該線程不消耗CPU，這種模型CPU的利用率會比較高。
典型的阻塞IO的例子爲：
data = socket.read(); #如果沒有就緒，就會一直阻塞在read方法
非阻塞IO模型：
當用戶線程發起一個read操作後，並不需要等待，而是馬上得到了一個結果。如果結果是error時，它就知道數據還沒有準備好，於是他可以再次發送read操作，一旦內核中的數據準備好了，並且又再次收到了用戶線程的請求，那麼它馬上就將數據拷貝到了用戶線程，然後返回。（不斷的執行read操作，來獲知IO是否完成，這種方法叫做輪詢（polling））。
由於CPU要處理更多的系統調用，因此這種模型的CPU的利用率低。
典型的IO阻塞模型爲：
while(true){
data = socket.read();
if(data!=error){
處理數據；
break；
}
}
多路複用IO模型
- 多路複用IO模型是目前使用比較多的模型，在多路複用IO模型中，會有一個線程不斷去輪詢多個socket的狀態，只有當socket正真需要讀寫事件時，才真正調用實際的IO讀寫操作。因爲在多路複用IO模型中，只需要使用一個線程就可以管理多個socket，系統不需要建立新的進程或者線程，也不必要維護這些進程和線程，並且只有真正有socket讀寫時間進行時，纔會使用IO資源，所以大大減少了資源的佔用
- IO多路複用模式，通過一個線程管理多個socket，只用當socket真正有讀寫事件發生纔會佔用資源來進行實際的讀寫操作。因此IO多路複用更適合連接數比較多的情況。
- 多路複用IO中輪詢每個socket狀態時內核進行，這個比非阻塞IO通過用戶線程要高的多。
不過要注意的是，多路複用IO模型是通過輪詢的方式來檢測是否有時間到達，並且對到達的時間逐一進行響應。因此對於多路複用IO模型來說，一旦事件響應很大，那麼就會導致後續的事件遲遲不能到達，並且會影響心得時間輪詢。
信號驅動IO模型
在信號驅動IO模型中，當用戶線程發起一個IO請求操作，會給對應的socket註冊一個信號函數，然後用戶線程會繼續執行，當內核數據就緒時會發送一個信號給用戶線程，用戶線程接收到信號之後，便在信號函數中調用IO讀寫操作來進行實際的IO請求操作
異步IO模型
- 在異步IO模型中，當用戶線程發起read操作之後，立即就可以開始做其它的事。而另一方面，從內核的角度，當它受到一個異步read之後，它會立即返回，說明read請求已經成功發起了，因此不會對用戶線程產生任何的block。然後內核等待數據準備完成，然後將數據拷貝到用戶線程，當之一切都完成之後，內核會給用戶線程發送一個信號，告訴read操作完成了。
- 異步IO模型中，IO操作的兩個階段都不會阻塞用戶線程，這兩個階段都是由內核自動完成，然後發送一個信號告知用戶線程操作已經完成。
異步IO模型和信號驅動IO模型的不同在於：異步IO模型是通知應用進程IO完成，而信號驅動IO則通知的是應用進程可以開始IO。
五大IO模型的比較：
- 同步IO：將數據從內核緩衝區複製到應用進程緩衝區的階段，應用進程會阻塞。
- 異步IO：第二階段應用進程不會阻塞
同步IO：阻塞IO、非阻塞IO、多路複用IO、信號驅動IO
IO複用的三種方法將下一篇介紹