幾種IO模型優缺點：
阻塞型：當資源臨時不可獲得時，調用者進程阻塞等待。節省系統資源，運行效率低。
非阻塞型（輪詢）：當資源不可獲得時，系統調用出錯返回，影響浪費系統資源，運行效率高。
多路IO複用型：既節省系統資源，服務效率又高
異步IO:
信號驅動IO：在不干擾主進程運行的情況下實現異步訪問IO；
異步IO：類似於信號驅動IO，依賴底層驅動。
信號驅動I/O和異步I/O的主要區別在於，信號驅動I/O是由內核通知我們何時可以啓動一個I/O操作，此時數據仍在內核空間。而異步I/O有內核通知我們IO操作何時完成，此時數據已經拷貝到了我們的用戶空間。
上述五種不同I/O模型的比較：前四種I/O模型主要區別在於第一階段，有的阻塞，有的不阻塞。第二階段基本相同：在數據從內核空間拷貝到調用者的用戶空間時，進程阻塞與讀操作。而異步IO的兩個階段都沒有阻塞，在數據拷貝完成後，纔會讓內核通知我們。
一、非阻塞IO
二、多路複用IO
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
功能：實現IO多路轉接，先構造一張存有多個描述符的表，然後這個函數阻塞，並且指示內核等待當多個描述中的任意一個準備好時，該函數才返回。
參數：
nfds：要檢查的描述符數量，其值爲三個描述符表中最大描述符編號的值。然後再加1.readfds：在調用函數以前，將此值設置爲要讓內核測試 讀是否準備好的描述符集。當函數返回時，這個值已經改變，用於指示哪些描述符字已經準備好讀。可以用FD_ISSET來測試。writefds：在調用函數以前，將此值設置爲要讓內核測試 寫是否準備好的描述符集。當函數返回時，這個值已經改變，用於指示哪些描述符字已經準備好寫。可以用FD_ISSET來測試。
exceptfds：在調用函數以前，將此值設置爲要讓內核測試異常條件的描述符集。當函數返回時，這個值已經改變，用於指示哪些描述符字異常。可以用FD_ISSET來測試。
timeout：要等待的時間
struct timeval{long tv_sec; 表示要等待的秒數long tv_usec; 表示要等待的微秒數} ;
當timeout==NULL時，此函數永遠等待，只有當指定描述符中的任意一個準備好或捕捉到一個信號時才返回。如果捕捉到一個信號。select返回-1當timeout == 0時，完全不等待，立即返回。當timeout >0時，等待指定的秒數或微秒數。當指定時間已經超時時立即返回，如果超時時還沒有一個描述符準備好，則返回值是0.
返回值：
- 返回值-1表示出錯。例如在所指定的描述符都沒有準備好時捕捉到了一個信號，此時出錯返回-1，這種情況下，不修改其中任何描述符集。
- 返回值0表示所有描述符都沒有準備好，而且已經超時。此時，所有描述符集都被清爲0.
- 返回值正值表示已經準備好的描述符個數，是這三個描述符集中已準備好的描述符之和。
注：
- 有三個描述符集，readfds、writefds、exceptfds，每個描述符集存放在fd_set數據類型中，這種數據類型中的每一位對應一個描述符。所以內核每次檢查對該類型中的每一位（也就是每個描述符）進行檢查，來判斷當前有沒有準備好的描述符。所以nfds實質上就是定義了一個內核要檢查的範圍（也就是要檢查的描述符數量）。因爲描述符時從0開始，所以nfds爲描述符表中的最大描述符編號加一。
- 描述符在什麼條件下準備好
對於普通文件描述符基本不會阻塞，但涉及到進程間或網絡間通信時，便會阻塞，這時必須引起對select返回“準備好”的條件說得明確些
1、下列四個條件任何一個滿足時，套接字準備好讀：
a、可接收緩衝區的數據字節數大於0時，即有可讀的數據時，將不阻塞。對於套接口而言，可以使用套接口選項SO_RCVLOWAT來設置一個低潮限度，當接收數據緩衝區的字節數大於等於此低潮限度時，套接口讀操作將不阻塞並返回。
b、在面向連接的通信中，當連接到讀端的寫端關閉時，讀操作將不阻塞且返回0. UDP不是面向連接的，所以不會返回。
c、當讀操作出現錯誤時，這時讀操作將不阻塞且返回錯誤。
d、調用accept，套接口是一個監聽套接口且還有未完成的連接。
2、下列三個條件任何一個滿足時。套接口準備好寫：
a、發送緩衝區仍有可用空間時，將不阻塞。對於套接口而言，可以使用套接口選項SO_SNDLOWAT來設置一個低潮限度，當發送數據緩衝區的字節數小於等於此低潮限度時，套接口讀操作將不阻塞並返回。實際上UDP套接口沒有發送緩衝區，內核只是拷貝應用進程數據並將其向協議棧的下層傳遞。因此一個阻塞UDP套接口上的輸出操作不會阻塞。
b、在面向連接的通信中，當連接到寫端的讀端關閉時，寫操作將產生信號SIGPIPE，終止進程。
c、當寫操作出現錯誤時，這時讀操作將出錯返回。
3、如果一個套接口存在帶外數據或者仍處於帶外標記，那它有異常條件待處理
注意當一個套接口出錯時，它被select標記爲即可讀又可寫。
通過調用以下四個宏函數來處理fd_set描述符集：
void FD_CLR(int fd, fd_set *set); 將描述符fd從描述符集中清除。若fd在描述符集中則返回非0值，否則返回0
void FD_SET(int fd, fd_set *set); 將描述符fd添加到描述符集中
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set); 測試描述符fd是否被置位
void FD_ZERO(fd_set *set); 將描述符集清0
int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout,const sigset_t *sigmask);
除以下幾點外，此函數和select相同：
- select的超時用timeval結構指定，但pselect使用timespec結構，timespec結構以秒和納秒錶示超時，而非微妙和秒。
- pselect的超時聲明爲const，保證了調用pselect不會改變此值
- 對於pselect可使用信號屏蔽字，若sigmask爲空，那麼在信號有關方面，pselect的運行狀況和select相同。否則，sigmask指向一個信號屏蔽字，在調用pselect時，以原子方式安裝該信號屏蔽字。在返回時恢復以前的信號屏蔽字。
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
功能：
實現IO多路轉接,poll函數用於監測多個等待事件，若事件未發生，進程睡眠，放棄CPU控制權，若監測的任何一個事件發生，poll將喚醒睡眠的進程，並判斷是什麼等待事件發生，執行相應的操作。poll函數退出後，struct pollfd變量的所有值被清零，需要重新設置。
參數：
fds：指定了一個被監視的文件描述符，一般設置爲一個結構體數組，指向結構體數組的第一個元素的指針。
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */ 描述符編號short events; /* requested events to watch */ 要關心的描述符狀態,其值詳細見下圖。short revents; /* returned events witnessed */ 返回時，內核設置revents，以說明描述符發生了什麼} ;
nfds：說明了結構體數組中的個數，即描述符個數。
timeout：
當timeout==-1時，此函數永遠等待，只有當指定描述符中的任意一個準備好或捕捉到一個信號時才返回。如果捕捉到一個信號。select返回-1
當timeout == 0時，完全不等待，立即返回。
當timeout >0時，等待指定的毫秒。當指定時間已經超時時立即返回，如果超時時還沒有一個描述符準備好，則返回值是0.
返回值 ：
- 返回值-1表示出錯。
- 返回值0表示所有描述符都沒有準備好，而且已經超時。此時，所有描述符集都被清爲0.
- 返回值正值表示已經準備好的描述符個數
注意，第三部分的三個常值在events中是不能設置的，但是當相應條件存在時就在revents中返回。
三、異步IO
使用異步I/O（SIGIO）需要進程執行以下三個步驟：
1、給SIGIO信號註冊處理函數。
2、設置要接受SIGIO信號的進程ID或進程組ID。以命令F_SETOWN調用fcntl函數來設置進程或進程組ID。
3、激活套接口的信號驅動
注：
對於管道文件和普通文件等用OPEN打開的文件，當以只讀方式打開時，對描述符執行寫操作會引起SIGIO信號。當以只寫方式打開時，對描述符執行讀操作，會引起SIGIO信號。（讀寫操作必須已經完成，即數據已經全部被讀取到內核空間或者從內核空間將數據全部取出，纔會發生信號）
UDP套接口上的SIGIO信號，當下述事件發生時產生SIGIO信號：
- 數據包到達套接口
- 套接口上發生異步錯誤
TCP套接口上的SIGIO信號，當下述事件發生時產生SIGIO信號：
- 信號驅動對TCP套接口幾乎時沒用的，原因是該信號產生過於頻繁，並且該信號並沒有告訴我們發生了什麼事件。下列條件均可在TCP套接口上產生SIGIO信號。
- 在監聽套接口上有一個連接請求已經完成
- 發起來一個連接拆除請求
- 一個連接請求拆除請求已經完成
- 一個連接的一半已經關閉
- 數據到達了套接口
- 數據已從套接口上發出（即輸出緩衝區有空閒空間）
- 發生了一個異步錯誤
