同步异步阻塞非阻塞

阻塞I/O：套接字在调用接口时，会一直处于等待状态，直到内核将数据准备好返给套接字，如下图：

  

非阻塞I/O：套接字在调用接口时，每请求一次数据，内核根据是否准备好数据都会返回给套接字信息，如果内核没准备好，返回一个错误状态码，准备好返回数据，这样会消耗大量的cpu，如下图：

I/O复用：I/O复用方式主要包含select、poll、epoll，他们作为代理来处理I/O请求，I/O复用是阻塞和非阻塞的综合，可以处理多个请求，所有的请求都要经过代理，代理判断内核是否准备好数据，内核准备好数据后会通知代理，（select和poll在接受到内核的通知后会将所有请求轮询，确定是哪一个请求的数据准备好了，然后返回给数据，没有准备好数据的请求，依然阻塞在select和poll内；epoll是升级版的代理，内核准备好数据后，通知epoll，epoll只是轮询准备好的数据，直接将数据发送给响应的请求，其他没准备好的请求依然阻塞）如下图：

异步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,如下图：

对unix来讲：阻塞式I/O(默认)，非阻塞式I/O(nonblock)，I/O复用(select/poll/epoll)都属于同步I/O，因为它们在数据由内核空间复制回进程缓冲区时都是阻塞的(不能干别的事)。只有异步I/O模型(AIO)是符合异步I/O操作的含义的，即在1数据准备完成、2由内核空间拷贝回缓冲区后 通知进程，在等待通知的这段时间里可以干别的事

例如：

1. 我去买一本书，立即买到了，或者没有就走了，这就是非阻塞；（编程中设置IO成非阻塞，返回后再去检查描述符，或者等待通知，然后再去读取。相当于老板告诉我可以先忙点别的，过一会再来问问，或者老板通知我。但期间这个窗口(文件描述符)别人是用不了的）("立即买到了"在IO中也需要等待，不能算非阻塞IO)
   

2. 如果恰好书店没有，我就等一直等到书店有了这本书买到了才走，这就是阻塞；而排在我后面的人呢只有我买到了书后才能再买书了。
   

3. 如果书店恰好没有，我就告诉书店老板，书来了告诉我一声让我来取或者直接送到我家，然后我就走了，去做别的事了，这就是异步。这时候如果很多人来买书，都是老板登记一下完事。 (从IO角度来说，“告诉我来取”，这个近似于信号驱动IO，不能算异步IO。必须书送到我家才算是异步，如果不送到我家，我想看这本书之前，终究还是需要我跑一趟)
   

4. 前面两种情况，非阻塞和阻塞都可以称为同步。

反映在编程方面就是 用户进程 调用 系统调用。(用户进程对应我，内核 对应 书店老板，书对应数据资源data ， 买书就是一个系统调用了，其中内核拷贝数据到进程这个过程近似于老板送书到我手中）。

作者：Shihui wang
链接：https://www.zhihu.com/question/19732473/answer/14413599
来源：知乎
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