由於IO操作涉及到系統調用，涉及到用戶空間和內核空間的切換，所以理解系統的IO模型，對於需要進入到系統調用層面進行編程來說是很重要的。
阻塞IO和非阻塞IO
從程序編寫的角度來看，I/O就是調用一個或多個系統函數，完成對輸入輸出設備的操作。輸入輸出設置可以是顯示器、字符終端命令行、網絡適配器、磁盤等。操作系統在這些設備與用戶程序之間完成一個銜接，稱爲驅動程序，驅動程序向下驅動硬件，向上提供抽象的函數調用入口。
一般來說I/O操作是需要時間的，因爲這涉及到系統、硬件等計算器模塊的互相配合，所以必然不像普通的函數調用那樣能夠按照既定的方式立即返回。從用戶代碼的角度，I/O操作的系統調用分爲“阻塞”和“非阻塞”兩種。
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“阻塞”的調用會在I/O調用完成前，掛起調用線程，即CPU會不再執行後續代碼，而是等到I/O完成後再回來繼續執行，在用戶代碼看來，線程停止執行了，在調用處等待了。
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“非阻塞”的調用則不同，I/O調用基本上是立即返回，而且往往實際上I/O此時並沒有完成，所以需要用戶的程序輪詢結果。
那麼我們以網絡IO爲例，看一下對於一個服務器，“阻塞”和“非阻塞”兩種模式，該如何設計。由於服務器要同時服務多個客戶端，所以需要同時操作多個Socket。
可以看到，如果使用阻塞的IO方式，因爲每個Socket都會阻塞，爲了同時服務多個客戶端，需要多個線程同時掛起；而如果採用非阻塞的調用方式，則需要在一個線程中不斷輪訓每個客戶端是否有數據到來。
顯然純粹阻塞式的調用不可取，非阻塞式的調用看起來不錯，但是仍不夠好，因爲輪詢實際也是通過某種系統調用完成的，相當於在用戶空間進行的，效率不高，如果能夠在內核空間進行這種類似輪詢，然後讓內核通知用戶空間哪個IO就緒了，就更好了。於是引出接下來的概念：IO多路複用
IO多路複用
IO多路複用是一種系統調用，內核能夠同時對多個IO描述符進行就緒檢查。當所有被監聽的IO都沒有就緒時，調用將阻塞；當至少有一個IO描述符就緒時，調用將返回，用戶代碼可通過檢查究竟是哪個IO就緒來進一步處理業務。顯然，IO多路複用是解決系統裏面存在N個IO描述符的問題的，這裏必須明確IO複用和IO阻塞與否並不是一個概念，IO複用只檢測IO是否就緒（讀就緒或者寫就緒等），具體的數據的輸入輸出還是需要依靠具體的IO操作完成（阻塞操作或非阻塞操作）。最典型的IO多路複用技術有select、poll、epoll等。select具有最大數量描述符限制，而epoll則沒有，並且在機制上，epoll也更爲高效。select的優勢僅僅是跨平臺支持性，所有平臺和較低版本的內核都支持select模式，epoll則不是。
在IO相關的編程中，IO複用起到的作用相當於一個閥門，讓後續IO操作更爲精準高效。
編程模型
綜上討論，我們在進行實際的Socket編程的時候，無論是客戶端還是服務端，大致有幾種模式可以選擇：
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阻塞式。純採用阻塞式，這種方式很少見，基本只會出現在demo中。多個描述符需要用多個進程或者線程來一一對應處理。
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非阻塞式。純非阻塞式，對IO的就緒與否需要在用戶空間通過輪詢來實現。
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IO多路複用+阻塞式。僅使用一個線程就可以實現對多個描述符的狀態管理，但由於IO輸入輸出調用本身是阻塞的，可能出現某個IO輸入輸出過慢，影響其他描述符的效率，從而體現出整體性能不高。此種方式編程難度比較低。
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IO多路複用+非阻塞式。在多路複用的基礎上，IO採用非阻塞式，可以大大降低單個描述符的IO速度對其他IO的影響，不過此種方式編程難度較高，主要表現在需要考慮一些慢速讀寫時的邊界情況，比如讀黏包、寫緩衝不夠等。
下面以select爲例，整理 在select下，socket的阻塞和非阻塞的一些問題。這些細節在編寫基於Socket的網絡程序時，尤其是底層數據收發時，是十分重要的。
socket讀就緒：
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【阻/非阻】接收緩衝區有數據，數據量大於
SO_RCVLOWAT水位（默認是0）。此時調用recv將返回>0(即讀到的字節數)。 -
【阻/非阻】對端關閉，即收到FIN。此時調用
recv將返回=0。 -
【阻/非阻】
accept到一個新的連接，此時accept通常不會阻塞。 -
【阻/非阻】socket發生某種錯誤。此時調用recv將返回-1，並應通過
getsockopt得到相應的待處理錯誤。
socket寫就緒：
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【阻/非阻】發送緩衝區有空餘的空間，空間大小大於
SO_SNDLOWAT水位（默認是2048）。這種就緒是水平觸發的，只要有空間就會觸發寫就緒，即如果保持對這種套接字的就緒檢查將使得select每次都認爲有描述符寫就緒。所以應當對描述符進行寫狀態管理，一旦某個描述符可寫，應立即停止對該描述符的寫狀態檢查，直到寫緩衝區滿後，再次select寫狀態。 -
【阻/非阻】連接的寫半部關閉，此時調用send將產生
SIGPIPE信號。 -
【非阻】
connect完成。由於非阻的connect將不會阻塞握手過程，所以，當握手在後續時刻完成後，在此保持寫狀態檢查，將觸發一次就緒，表示connect完成。 -
【阻/非阻】socket發生某種錯誤。此時調用
send將返回-1，並應通過getsockopt得到相應的待處理錯誤。
補充：
非阻的調用recv、send、accept，分別地，如果收緩衝中無數據、發送緩衝不夠空間發、沒有外來連接，將立即返回，此時全局errno將得到EWOULDBLOCK或EAGIAN，表示“本應阻塞的調用，由於採用了非阻塞模式，而返回”。非阻的調用connect將立即返回，此時全局errno將得到EINPROGRESS，表示連接正在進行。