IO模型

(一)分类
从载体上：网络IO和文件IO
从类型上：BIO(同步阻塞) ,NIO（同步非阻塞）,AIO（异步非阻塞）
注：java中的NIO实际是IO多路复用模型，采用select系统调用
（二）IO模型

（三）IO概述
1、核心概念
read系统调用，是把数据从内核缓冲区复制到进程缓冲区；而write系统调用，是把数据从进程缓冲区复制到内核缓冲区。这个两个系统调用，都不负责数据在内核缓冲区和物理设备(磁盘、网卡)之间的交换。底层的读写交换，是由操作系统kernel内核完成的。
注：socket读写，文件读写在原理和流程上的处理都是相同的，socket读写是网卡和内存的数据读写交互，文件读写是磁盘或外置存储设备和内存的读写交互
2、java网络IO读写流程

3、阻塞、非阻塞和异步、同步的区别
阻塞IO，指的是需要内核IO操作彻底完成后，才返回到用户空间，执行用户的操作。阻塞指的是用户空间程序的执行状态，用户空间程序需等到IO操作彻底完成。传统的IO模型都是同步阻塞IO。在java中，默认创建的socket都是阻塞的。 非阻塞是指用户空间（调用线程）拿到状态就返回，IO操作可以干就干，不可以干，就去干的事情。
同步IO，是一种用户空间与内核空间的调用发起方式。同步IO是指用户空间线程是主动发起IO请求的一方，内核空间是被动接受方。异步IO则反过来，是指内核kernel是主动发起IO请求的一方，用户线程是被动接受方。主要是通过用户空间线程向内核空间注册各种IO时间的回调函数，由内核去主动调用。

（四）IO模型详解
1、同步阻塞IO（BIO）
在阻塞式 I/O 模型中，应用程序在从IO系统调用开始，一直到到系统调用返回，这段时间是阻塞的。返回成功后，应用进程开始处理用户空间的缓存数据。

2、同步非阻塞IO
（1）在内核缓冲区没有数据的情况下，系统调用会立即返回，返回一个调用失败的信息。
（2）在内核缓冲区有数据的情况下，是阻塞的，直到数据从内核缓冲复制到用户进程缓冲。复制完成后，系统调用返回成功，应用进程开始处理用户空间的缓存数据

3、IO复用模型
(1)IO多路复用模型，就是通过一种新的系统调用，一个进程可以监视多个文件描述符，一旦某个描述符就绪（一般是内核缓冲区可读/可写），内核kernel能够通知程序进行相应的IO系统调用。 目前支持IO多路复用的系统调用，有 select，epoll等等
(2)IO多路复用模型的基本原理就是首先发起select/epoll系统调用，单个线程不断的轮询select/epoll系统调用所负责的成百上千的socket连接，当某个或者某些socket网络连接有数据包到达了，就返回这些可以读写的连接，再发起read/write系统调用。因此，好处也就显而易见了——通过一次select/epoll系统调用，就查询到到可以读写的一个甚至是成百上千的网络连接。

注：java中的NIO就是采用的IO复用模型，通过IO复用器Selector来轮训注册的通道，根据通道就绪的事件类型做连接数据处理。
4、AIO(异步IO)
用户线程通过系统调用，告知kernel内核启动某个IO操作，用户线程返回。kernel内核在整个IO操作（包括数据准备、数据复制）完成后，通知用户程序，用户执行后续的业务操作。