同步阻塞IO、同步非阻塞IO、异步阻塞（IO多路复用）、异步非阻塞IO区别

常用4种IO模型

（1）同步阻塞IO（Blocking IO）：即传统的IO模型。

（2）同步非阻塞IO（Non-blocking IO）：默认创建的socket都是阻塞的，非阻塞IO要求socket被设置为NONBLOCK。

注意这里所说的NIO并非Java的NIO（New IO）库。

（3）IO多路复用（IO Multiplexing）：即经典的Reactor设计模式，有时也称为异步阻塞IO，Java中的Selector和Linux中的epoll都是这种模型。

（4）异步IO（Asynchronous IO）：即经典的Proactor设计模式，也称为异步非阻塞IO。

I/0 操作基本概念

1数据准备，将数据加载到内核缓存（数据加载到操作系统）

2将内核缓存中的数据加载到用户缓存（从操作系统复制到应用中）

3同步和异步的概念描述的是用户线程与内核的交互方式

4阻塞和非阻塞的概念描述的是用户线程调用内核IO操作的方式

同步阻塞IO

同步阻塞IO模型是最简单的IO模型，用户线程在内核进行IO操作时被阻塞。

 

用户线程通过系统调用read发起IO读操作，由用户空间转到内核空间。内核在等待数据的时候将用户线程挂起造成阻塞，内核等到数据包到达后，然后将接收的数据拷贝到用户空间，完成read操作。

同步非阻塞IO

同步非阻塞IO是在同步阻塞IO的基础上，将socket设置为NIO(NONBLOCK)。

由于socket是非阻塞的方式，因此用户线程发起IO请求时立即返回。返回的是可能是一个code码代表数据正在处理中，此时线程一直循环轮询发送IO请求，直到数据在内核准备完毕才真正获取数据。此处非阻塞的意思是：线程轮询一直请求内核占用内核时间片而不被挂起的状态。效率上节省了取消用户线程挂起的资源消耗，但也伴随着大量CPU运算。对用户来讲可能比较快的接收到请求的数据。

IO多路复用（异步阻塞）

IO多路复用模型是建立在内核提供的多路分离函数select基础之上的，

使用select函数可以避免同步非阻塞IO模型中轮询等待的问题。

用户首先将需要进行IO操作的socket添加到select中，然后阻塞等待select系统调用返回。

当数据到达时，socket被**，select函数返回。用户线程正式发起read请求，读取数据并继续执行。

从流程上来看，使用select函数进行IO请求和同步阻塞模型没有太大的区别，

甚至还多了添加监视socket，以及调用select函数的额外操作，效率更差。

但是，使用select以后最大的优势是用户可以在一个线程内同时处理多个socket的IO请求。

用户可以注册多个socket，然后不断地调用select读取被**的socket，即可达到在同一个线程内同时处理多个IO请求的目的。

而在同步阻塞模型中，必须通过多线程的方式才能达到这个目的。

然而，使用select函数的优点并不仅限于此。

虽然上述方式允许单线程内处理多个IO请求，但是每个IO请求的过程还是阻塞的（在select函数上阻塞），平均时间甚至比同步阻塞IO模型还要长。

如果用户线程只注册自己感兴趣的socket或者IO请求，然后去做自己的事情，等到数据到来时再进行处理，则可以提高CPU的利用率。

异步IO（非阻塞）

“真正”的异步IO需要操作系统更强的支持。

在IO多路复用模型中，事件循环将文件句柄的状态事件通知给用户线程，由用户线程自行读取数据、处理数据。

而在异步IO模型中，当用户线程收到通知时，数据已经被内核读取完毕，并放在了用户线程指定的缓冲区内，内核在IO完成后通知用户线程直接使用即可。

相比于IO多路复用模型，异步IO并不十分常用，不少高性能并发服务程序使用IO多路复用模型+多线程任务处理的架构基本可以满足需求。

况且目前操作系统对异步IO的支持并非特别完善，更多的是采用IO多路复用模型模拟异步IO的方式。