阻塞IO模型

进程发起io系统调用后，进程被阻塞，由内核进行处理，整个io处理完毕后返回进程

特点

• 进程的挂起和阻塞不消耗cpu资源
• 开发简单
• 适合并发量小的应用开发

缺点

• 不适合并发量大的应用开发，因为需要为每个请求分配一个进程(线程)

非阻塞IO模型

进程发起io系统调用后，如果内核缓冲区没有数据，需要到io设备中读取，进程返回一个错误而不会被阻塞

进程发起io系统调用后，如果内核缓冲区有数据，内核就会把数据返回进程

当内核数据没准备好需要进程阻塞的时候，就返回一个错误，以使得进程不被阻塞

特点

• 进程不断轮询调用，消耗cpu资源
• 开发难度略高于阻塞IO模型
• 适用于并发量较小，且不需要即使响应的应用开发

IO复用模型

多个进程的io可以注册到一个复用器上，然后用一个进程调用该复用器，复用器会监听所有注册进来的io

如果复用器监听的io在内核缓冲区没有数据时，复用器黑被阻塞；而当在内核缓冲区中有数据时，复用器调用就会返回

而后复用器进程可以通知另外的注册进程再次发起读取io，读取内核中准备好的数据

特点

• 由一个进程解决多个进程io的阻塞问题，性能好
• 开发难度较大
• 适用于高并发开发

linux中io复用的主要方式有select、poll、epoll

• select：注册io、阻塞扫描、监听的io最大连接数不能多于FD_SIZE
• poll：原理和select相似，每一个数量限制，但io数量大扫描性能线性下降
• epoll：事件驱动不阻塞，mmap实现内核与用户空间的消息传递，数量很大，linux2.6后内核支持

信号驱动IO模型

当进程发起一个io操作，会向内核注册一个信号处理函数，然后进程返回不阻塞

当内核数据就绪时会发送一个信号给进程，进程便在信号处理函数中调用io读取数据

特点

• 回调机制
• 开发难度大

异步IO模型

当进程发起一个io操作，进程返回，但不返回结果，内核把整个io处理完后，会通知进程结果。如果io操作成功则直接获取到数据

特点

• 不阻塞，数据一步到位
• 需要操作系统底层支持
• 实现难度大
• 非常适合高性能高并发应用