基础概念
在之前写网络编程的时候，我们已经接触过同步，异步，阻塞，非阻塞这些概念，
我们一起来回顾一下：
同步:
同步，就是在客户端发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，该调用不返回。
通俗点说，就是必须一件一件事做，等前一件事完了之后才做后一件事。
eg：普通的B/S模式（同步）：提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回，这期间客户端浏览器不能干任何事
异步：
与同步相对。
当C端一个异步过程调用发出之后，调用者没有立即得到结果，实际处理这个调用的部件在完成后，通过状态，回调来通知调用者。
eg ：请求通过事件触发->服务器处理（浏览器仍然可以做其他事情）->处理完毕
阻塞：
阻塞调用，是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起（线程进入非可执行状态，在这个状态，cpu不会分配时间片，线程暂停运行）函数只有得到结果返回。
举例：比如你去一层（假设是内核缓冲区）取快递，但是不知道什么时候来，你不能干别的事情，只能等着但是可以睡觉（进程处于休眠状态)，因为快递来时一定会打电话通知。
非阻塞：
与阻塞相对应，指在不能立即得到结果之前，该函数不会阻塞当前线程，而会立即返回。
举例：在等快递的时候，（用轮询的方式）每隔5分钟去一层（内核缓冲区）去看快递来了没，没来，立即返回；如果快递来了，就放到A楼一层，等你去取。
在了解了这些知识，对于IO模型就很好理解了。
五种IO模型
1、阻塞式IO模型
阻塞IO: 在内核将数据准备好之前, 系统调用会一直等待。
也就是说，
应用程序调用一个I/O函数，导致应用程序阻塞后，等待数据，如果数据没有准备好，一直等待；直到数据准备好，从内核拷贝到用户空间，I/O函数返回成功。
阻塞I/O模型图：
由图可知：
（1）当调用recv()函数时，系统首先检查是否有准备好的数据，如果数据没有准备好，那么系统就处于等待状态；
（2）当数据准备好后，将数据从系统缓冲区拷贝到用户空间，然后函数返回。
2、非阻塞式IO模型
非阻塞IO：如果内核还未将数据准备好，系统调用会直接返回，并且返回EWOULDBLOCK错误码.
也就是说，我们把一个套接口设置为非阻塞就是告诉内存，当所请求的I/O操作无法完成时，返回一个错误；I/O函数会不断的测试数据是否准备好，直到数据准备好为止。
非阻塞I/O模型图：
从图中可以看出来：
（1）这是一个轮询的过程，这对CPU来说是较大的浪费。
（2）每次用户询问内核是否有数据报准备好（文件描述符缓冲区是否就绪），数据报准备好时，就进行拷贝数据报的操作。
（3）当数据报没有准备好的时候，也不阻塞程序，内核直接返回未准备就绪的信号，等待用户程序的下一次轮询。
3、信号驱动IO模型
信号驱动IO模型：内核将数据准备好的时候, 使用SIGIO信号通知应用程序进行IO操作
也就是说，这个模型是由信号进行驱动的。
如下图：
由图可知：
（1）首先建立一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。
（2）当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号
（3）在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据报
4、IO多路转接模型
IO多路转接: 能够同时等待多个文件描述符的就绪状态.
也就是说，这种IO模型也是属于阻塞的IO，但是它可以对多个文件描述符进行阻塞监听，所以它的效率比阻塞IO模型高效。
如下图：
由图可知：
（1）与阻塞式IO相比，类似，多了一个select函数，对其参数中的文件描述符进行循环监听，当某个文件描述符就绪的时候，就对这个文件描述符进行处理。
（2）直到有数据可读或可写时，才真正调用I/O操作函数。
5、异步IO模型
**异步IO：由内核在数据拷贝完成时，通知应用程序
异步IO使用的不再是read和write的系统接口了，应用工程序调用aio_XXXX系列的内核接口。
如下图：
由图可知：
（1）当应用程序调用aio_read的时候，内核一方面去取数据报内容，另外一方面将程序控制权还给应用进程，进程继续执行。
（2）应用进程继续处理其他事务（应用进程就是一种非阻塞的状态）
（3）当内核的数据报就绪的时候，由内核将数据报拷贝到应用进程中，返回给aio_read中定义好的函数处理程序
总结
任何IO过程中，都包含两个步骤。一是等待，二是拷贝。
在实际的应用场景中，等待消耗的时间往往都远远高于拷贝的时间。
所以，让IO更高效， 最核心的办法就是让等待的时间尽量少，也就是阻塞越少，理论上效率也是最优。
