I/O模型

阻塞的文件描述符称为阻塞I/O，非阻塞的文件描述符称为非阻塞I/O，这里的文件描述符能应用于所有的文件描述符，不仅仅是socket。

针对阻塞I/O执行的系统调用可能无法立刻完成而被操作系统挂起，知道等待的时间发生为止。socket的基础API中可能被阻塞的系统调用包括accept，send，recv和connect。

针对非阻塞I/O执行的系统调用则总是立刻返回，而不管时间是否发生。可以根据返回值来判断执行结果。

所以只有在时间已经发生的情况下执行非阻塞的I/O, 才能提高程序的效率。因此非阻塞I/O要和I/O通知机制一起使用，比如I/O复用和SIGIO信号。

I/O复用是最常使用的I/O通知机制。它指的是，应用程序通过I/O复用函数向内核注册一组事件，内核通过I/O复用函数将其中就绪的事件通知给应用程序。linux中常用的I/O复用函数是select，poll， epoll_wait。

从理论上说，阻塞I/O，I/O复用以及信号驱动I/O都是同步I/O模型。因为在这三种I/O模型中，I/O的读写操作，都是在I/O时间发生后，由应该程序完成的。而POSIX规范所定义的异步I/O模型则不同。对异步I/O而言，用户可以直接对I/O执行读写操作，这些操作告诉内核用户读写缓冲区的位置，以及I/O操作完成后内核通知应用程序的方式。异步I/O的读写操作总是立刻返回，而不论I/O是否阻塞的，因为真正的读写操作已经由内核接管。也就是说，同步I/O模型要求用户代码自行执行I/O操作（将数据从内核缓冲区读取到用户缓冲区，或将用户缓冲区的数据写入内核缓冲区），而异步I/O机制则由内核来执行I/O操作(数据在内核缓冲区和用户缓冲区之间的移动式有内核在后来来完成)。

I/O模型对比

I/O模型 读写操作和阻塞阶段

阻塞I/O 程序阻塞于读写函数

I/O复用 程序阻塞于I/O复用系统调用，但可同时监听多个I/O事件，对I/O本身的读写操作是非阻塞的

SIGIO信号 信号触发读写就绪事件，用户程序执行读写事件。程序没有阻塞阶段

异步I/O 内核执行读写操作并触发读写完成事件。程序没有阻塞阶段