本文主要想理清同步，异步，阻塞，非阻塞这几个概念;之后理解unix上的五种IO模型。
1.同步VS异步，阻塞VS非阻塞
1.1 同步VS异步
访问数据的方式，同步需要主动读写数据，在读写数据的过程中还是会阻塞；异步只需要I/O操作完成的通知，并不主动读写数据，由操作系统内核完成数据的读写。
同步(synchronous)和异步(asynchronous)是针对应用程序和内核的交互而言的:
(1).同步指的是用户进程触发I/O操作并等待或者轮询的去查看I/O操作是否就绪;
(2).异步是指用户进程触发I/O操作以后便开始做自己的事情，而当I/O操作已经完成的时候会得到I/O完成的通知;
1.2 阻塞VS非阻塞
阻塞(blocking)和非阻塞(non-blocking)是针对于进程在访问数据的时候，根据I/O操作的就绪状态来采取的不同方式，说白了是一种读取或者写入操作函数的实现方式:
(1).阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待;
(2).非阻塞方式下，读取或者写入函数会立即返回一个状态值;
2.IO模型
《Unix网络编程卷》将unix上的IO模型分为5类：
(1).Blocking I/O
(2).Nonblocking I/O
(3).I/O Multiplexing (select and poll)
(4).Signal Driven I/O (SIGIO)
(5).Asynchronous I/O (the POSIX aio_functions).
一个读操作通常包括两个不同阶段：
(1).等待数据准备好;
(2).从内核向进程复制数据;
我们以一个从网络读数据为例，当网络数据包到达的时候，首先内核通过网卡读输入数据，数据被复制到内核的缓冲区;然后应用程序从内核中将数据拷贝到应用程序缓冲区。
以从网络读数据为例解释上面提到的5个IO模型, 即应用程序通过socket的recvfrom方法读取网络数据，关于recvfrom方法参考：http://baike.baidu.com/view/1744189.htm.
2.1 Blocking I/O
阻塞IO：应用程序调用recvfrom试图读取数据，其实是通过系统调用从网卡读取网络数据，当网络无数据可读的时候，应用程序会一直等待;当内核从网卡读取完数据，会将数据从内核缓冲区拷贝到应用程序缓冲区，当拷贝完成，应用程序调用recvfrom才算完成。示意图如下：
优势在于非常简单，等待的过程中占用的系统资源微乎其微，程序调用返回时，必定可以拿到数据；
但简单也带来一些缺点，程序在数据到来并准备好以前，不能进行其他操作;
2.2 Nonblocking I/O
非阻塞IO：应用程序调用recvfrom试图读取数据，当网络无数据可读的时候，应用程序不是一直等待，而是直接返回错误，过一段时间再去查看数据是否可读，即有一个操作时轮询（polling）。 示意图如下：
这种模式在没有数据可以接收时，可以进行其他的一些操作；实际应用中，这种I/O模型的直接使用并不常见，因为它需要不停的查询，而这些查询大部分会是无必要的调用，白白浪费了系统资源；非阻塞I/O应该算是一个铺垫，为I/O复用和信号驱动奠定了非阻塞使用的基础。
2.3 I/O Multiplexing
首先I/O多路复用的函数也是阻塞的，但是其与以上两种还是有不同的，I/O多路复用是阻塞在select，epoll这样的系统调用之上，而没有阻塞在真正的I/O系统调用如recvfrom之上。
IO复用的目的：将等待数据准备和将数据拷贝给应用这两个阶段分开处理，让一个线程（而且是内核级别的线程）来处理所有的等待，一旦有相应的IO事件发生就通知继续完成IO操作，虽然仍然有阻塞和等待，但是等待总是发生在一个线程，这时使用多线程可以保证其他线程一旦唤醒就是处理数据。
至于select、poll和epoll的区别，推荐这篇文章： http://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html 。简单来说：select,poll无脑的轮询，忽略了高并发下，轮询本身成了瓶颈，而epoll使用回调实现了轮询真正需要处理的连接。
2.4 Signal Driven I/O
应用线程调用recvfrom试图读取数据，并且直接返回，不管是否有数据可读，内核线程读完数据，给发信号通知应用线程，应用线程收到信息，等待内核线程将数据拷贝给应用线程。
2.5 Asynchronous I/O
这类函数的工作机制是告知内核启动某个操作，并让内核在整个操作（包括将数据从内核拷贝到用户空间）完成后通知我们。
注意，之前的几个模型的recvfrom都是在数据拷贝完成（即第二阶段完成）才返回，而异步IO是在第一阶段直接返回并继续往下执行，数据拷贝完成后系统内核再通知应用进程。
2.6 总结
前4种都是同步IO，只有最后一种是异步IO。他们第二阶段（拷贝数据阶段）是相同的，区别在于第一阶段，同步IO第二阶段是阻塞的，即一定会阻塞于等待数据拷贝完成，而异步IO是不阻塞于数据拷贝，数据拷贝完成，内核进程会通知应用进程。
这就是同步和异步的区别：异步在整个过程都没有阻塞，而同步至少有一个步骤被阻塞（等待内核IO或者等待内核将数据拷贝给应用）。
5种IO的比较：
3.举例子
为了理解上面的理论，举例子如下：
陪女朋友逛街，逛累了，向找个地方吃饭，于是取了一个山西面馆，但是发现面馆生意比较好人比较多，而且面条都是先做的。但是这段时间又想干点别的事，比如去附近的书店看看书。于是引发了一些列的思考：
3.1 Blocking I/O
我不指定做面条需要多久，不敢出去，只能在那里坐在等。等做完，等服务员上面并且我吃调再走。
这里我们是应用线程，面条相当于等待读的数据，厨师相当于内核线程，我们需要等待初始做面条，还需要等待等服务员上面，我才能吃到我的面。
3.2 Nonblocking I/O
我不甘心在这里无聊的等待，我想在这段时间逛逛书店，但是又怕面条做好了，所有我决定取书店看一会书就回面馆看一下我的面是不是好了。如果没好继续取书店看会书再回面馆看看。结果就是来回跑了很多次。
3.3 I/O Multiplexing
我饭量比较大，同时在几个餐馆都点了饭菜，我这样来回来回看的话累死了，善良的管理员（管理所有餐馆）在前台装了一个大屏幕，上面写着每个人每个菜的状态。因此我虽然点了很多份饭菜，但只需要看屏幕就可以了。屏幕高速我某一个菜号了，我就可以去吃。
3.4 Signal Driven I/O
管理员看老是很多人来前台看状态，烦死了，于是弄来个喊号的系统，即每次有饭菜做好了，就会喊点菜的人来吃。但是，这个喊号的系统只会喊一次，并且如果同时多个菜好了，需要一个一个喊，因此部分饭菜有延时。
3.5 Asynchronous I/O
随着行业竞争加大，管理员为了提高用户体验，每次饭菜好了，让各个餐馆的服务员亲自将饭菜送到顾客的手上。
4.参考
http://www.yeolar.com/note/2012/12/15/high-performance-io-design-patterns/
http://www.cnblogs.com/zhuYears/archive/2012/09/28/2690194.html
http://yaocoder.blog.51cto.com/2668309/1308899
http://www.open-open.com/doc/view/cbb2c3363c3b49ceb5812220a9c42e42
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-async/
