Unix下的五种IO模型是什么？区别是什么？

Unix下有5种IO模型：

1. 阻塞IO
   针对阻塞IO的系统调用（如read, write）可能因为无法完成而被系统挂起，直到等待的事件发生为止。通俗的解释，用户进程（也有叫应用进程的）需要进行IO操作，如调用read，如果内核中的数据没有准备好，用户进程就阻塞，直到内核数据拷贝到了用户缓冲区，用户进程才返回。采用这种方式在需要进行IO的进程很多的时候，由于大部分的进程都是处于阻塞状态，会带来很大的进程切换开销，和内存开销。
   

2. 非阻塞IO
   针对非阻塞IO的系统调用总是立刻返回，不管事件是否发生，如果事件没有立刻发生就返回-1，并且设置errno，就类似于出错了。通俗的解释，用户进程（也有叫应用进程的）需要进行IO操作，如调用read，如果内核中的数据没有准备好，用户进程立刻返回，并设置errno，用户进程需要不断地向内核查询事件是否完成，因此采用这种方式会占用大量的CPU资源。
   

3. IO复用
   IO多路复用是指使用一个线程来检查多个文件描述符（Socket）的就绪状态，比如调用select和poll函数，传入多个文件描述符，如果有一个文件描述符就绪，则返回，否则阻塞直到超时。
   

4. 信号驱动（signal-driven）
   就是内核在文件描述符就绪的时候以信号SIGIO的方式通知应用进程。
   前面四种都是属于同步IO模型。POSIX对于同步IO操作以及异步IO操作的定义是：
   同步IO操作：导致请求进程阻塞，直到IO操作完成（也就是内核将数据写到用户空间）。
   异步IO操作：不导致请求进程阻塞。
   

5. 异步IO（asynchronous）
   Linux中，可以调用 aio_read 函数告诉内核描述字缓冲区指针和缓冲区的大小、文件偏移及通知的方式，然后立即返回，当内核将数据拷贝到缓冲区后，再通知应用程序，这里使用了特殊的API。
   
   5种IO模型的区别：
   
   图中对于IO复用的产生的系统调用事实上是可以设置为不阻塞的，这是这幅图不太严谨的地方。

PS：
想要真正理解五种IO模型，我建议还是好好看看UNP 卷1相关的内容，光看博客是理解不深刻的。

参考资料：

1. Linux高性能服务器 游双
2. UNP 卷1
3. https://www.nowcoder.com/courses/cover/live/504