UNIX的五種I/O模型：阻塞式I/O模型，非阻塞式I/O模型，I/O複用模型，信號驅動式I/O模型，異步I/O模型。這些概念看似容易混淆，從UNIX底層的I/O操作的角度來分析，其實不難理解。
一個輸入操作通常包括以下兩個階段：
- 等待數據準備好；包括等待數據從網絡中到達，數據到達後存入內核的緩衝區中。
- 從內核向進程複製數據。把數據從內核緩衝區複製到進程緩衝區。
下面要講的五種I/O模型實際上就是在這兩個階段中的阻塞策略不同。接下來以UDP的recvfrom爲例，進行說明。
阻塞式I/O模型
blocking IO，最直觀的I/O模型。應用進程調用recvfrom方法時，會進行阻塞，直到兩個階段都結束，數據複製到進程緩衝區時，方法才返回。成功返回後，應用程序再進行後續工作。流程如下圖所示：
非阻塞式I/O模型
此種模型下，recvfrom方法可立即返回。若內核數據沒有準備好，則返回一個錯誤；若數據準備好，進行第二階段複製操作，再返回成功指示。流程如下圖所示：
該種模型較爲少見，因爲往往需要應用程序持續輪詢內核，看看操作有沒有準備就緒。這樣會耗費大量CPU時間。
I/O複用模型
I/O複用是生產中最常見的網絡模型。調用select或者poll方法去查看內核中數據是否準備好，準備完畢即返回，否則保持阻塞。但是請注意，select調用和recvfrom調用往往不在一個線程中，所以此處的阻塞不會影響真正的IO操作。當套接字可讀，select返回，回調執行recvfrom，完成輸入操作。如下圖所示：
如果只是線性地看兩個階段是否有阻塞，IO複用似乎沒什麼優勢。但實際上，使用select的優勢在於“多路複用”，即一個selector等待多個文件描述符。
信號驅動式I/O模型
信號驅動式I/O模型，先通過sigaction調用安裝一個信號處理函數，並立即返回。當套接字可讀時，內核發送SIGIO信號通知應用程序，執行recvfrom方法執行IO輸入。如下圖所示：
這種模型，在接收到SIGIO信號之前，進程不會被阻塞。
異步I/O模型
前面四種IO模型，實際上在第二階段（從內核緩衝區讀取數據到用戶緩衝區）都是阻塞的。而異步I/O模型在兩個階段都是非阻塞的。即先告知內核啓動IO操作，立即返回，在兩個階段（準備數據和讀取數據）全部完成時，內核發送信號通知用戶進程。如下圖所示：
各種I/O模型的比較
首先明確兩個概念：同步I/O和異步I/O，POSIX對其定義如下：
- 同步I/O(synchronous I/O operation)：導致請求進程阻塞，直到IO操作完成；
- 異步I/O(asynchronous I/O operation)：不導致請求進程阻塞。
五種模型的對比如下
五種I/O模型中，除了異步I/O，其餘四種或多或少都有阻塞的過程。因此，按照POSIX的標準，阻塞式I/O模型、非阻塞式I/O模型、I/O複用模型、信號驅動式I/O模型，都稱之爲同步I/O。