首先提一下，在Java中，主要有三种IO模型，分别是阻塞IO（BIO）、非阻塞IO（NIO）和 异步IO（AIO）。可以理解为是Java语言对操作系统的各种IO模型的封装。程序员在使用这些API的时候，不需要关心操作系统层面的知识，也不需要根据不同操作系统编写不同的代码，只需要使用Java的API就可以了。

所以接下来讲的是操作系统层面的IO，不是Java层面的IO，不要混淆哦。 在Linux中一共有五种IO模型：

• 阻塞IO模型
• 非阻塞IO模型
• IO复用模型
• 信号驱动IO模型
• 异步IO模型

1.阻塞IO模型

应用进程通过系统调用 recvfrom 接收数据，但由于内核还未准备好数据报，应用进程就会阻塞住，直到内核准备好数据报，从内核拷贝到用户空间，recvfrom 返回成功，应用进程才能结束阻塞状态。

阻塞IO模型的优点是编程简单，但缺点是需要配合大量线程/线程池使用。应用进程每接收一个连接，就需要为此连接创建一个线程来处理该连接上的读写任务。

2.非阻塞IO模型

调用进程在等待数据的过程中不会被阻塞，而是会不断地轮询查看数据有没有准备好。如果某一次轮询发现数据已经准备好了，将数据从内核空间拷贝到用户空间。

应用进程通过 recvfrom 调用不停的去和内核交互，直到内核准备好数据。如果没有准备好，内核会返回error，应用进程在得到error后，过一段时间再发送recvfrom请求。在两次发送请求的时间段，进程可以先做别的事情，等待数据的过程是非阻塞的，但数据拷贝时仍是阻塞的。

3.IO复用模型

为了解决非阻塞IO不断轮询导致CPU占用升高的问题，出现了IO复用模型。 Linux中提供了select、poll和epoll三种方式来实现IO复用。

管道统一和内核进行交互。下图以select函数为例，多个进程的IO可以注册到同一个select上，当用户进程调用该select，select会监听所有注册好的IO，如果所有被监听的IO需要的数据都没有准备好时，select调用进程会阻塞。当任意一个IO所需的数据准备好之后，select调用就会返回，然后进程再通过recvfrom来把对应的数据拷贝到用户空间中。

4.信号驱动IO模型

应用程序创建一个信号驱动程序SIGIO，向内核注册一个信号处理函数，然后用户进程返回继续运行，不会被阻塞。当内核数据准备就绪时会发送一个信号给应用进程，之后信号驱动程序就会执行，用户进程便在信号处理函数中开始把数据拷贝到用户空间中。

5.异步IO模型

相比于同步IO，异步IO不是顺序执行的。应用进程在执行aio_read系统调用之后，给内核传递描述符、缓冲区指针、缓冲区大小等，告诉内核当整个操作完成时，如何通知进程，当内核收到aio_read后，会立刻返回，然后应用进程就去做其他事情了。

然后内核开始等待数据准备，当数据准备好之后，内核直接复制数据给用户进程，内核完成相关操作后，然后发出信号告诉应用进程本次IO已经完成。