在Unix(Linux)下，可用的I/O模型有五种：

• 阻塞I/O

• 非阻塞I/O

• I/O多路复用：select和poll是属于这种I/O模型。

• 信号（或事件）驱动I/O

• 异步I/O

以下将是对上面五种I/O模型进行逐一介绍，但对于网络数据的接收操作而言，五种I/O模型都是分为两个阶段：

 1. 等待数据准备好。

   2. 将准备好的数据，从内核空间考到进程空间。

对于第一步，就是等待数据到达，到达之后，数据就被复制到内核缓冲区；对于第二步，将数据从内核缓冲区复制到进程缓冲区中。

阻塞I/O模型：

   阻塞I/O模型属于最常见的I/O模型，在这五种I/O模型中都可以看到阻塞I/O的身影。默认情况下，所有的网络socket都是阻塞的。下面，我们就演示一下具体的数据处理过程：

在此，对上图的流程做简单的介绍:

   进程对内核发起系统调用（recvfrom），当数据到达网卡并最终被复制到进程空间（或中途发生错误，比如对进程发送一个中断信号等）后，系统调用（recvfrom）就会返回信息给进程，之后，进程再根据返回的信息来进行相应的处理。而进程在收到recvfrom返回信息之前的整个时间段内，我们称，进程被阻塞。当recvfrom返回成功信息时，进程就开始对数据进行处理。

非阻塞I/O模型：

当I/O模型为非阻塞I/O时，那么就相当于告诉内核，当进程请求的数据没完成时，这个进程就不会进入睡眠状态，而是返回一个错误信息。

在此，对上图的流程做简单的介绍:

   前三次调用recvfrom，数据都未准备就绪，因此内核会立即返回一个EWOULDBLOCK的错误信息。第四次调用recvfrom时，数据已经准备就绪。然后数据被复制到进程缓冲区，并且recvfrom返回成功信息。最后，进程对数据进行处理。

   像这样，在非阻塞模型中一个进程反复调用recvfrom的过程，我们将它称为polling。此时，进程会不断的询问内核：是否某个操作已经准备就绪。而通常这又会浪费CPU时间片，所以，使用这种模型的很少见。

I/O多路复用模型：

在I/O多路复用模型下，我们可以使用select或poll系统调用，而此时发生的阻塞是由select或poll产生的，而不是在真正的I/O系统调用上。

在此，对上图的流程做简单的介绍:

   在调用select，进程的一个请求就阻塞了，直到数据准备就绪。当select返回数据就绪信息（readable）时，然后，在调用recvfrom将数据复制到进程缓冲区。

   通过与第一张阻塞I/O模型的图的比较，我们并没有发现多路复用I/O模型有什么优点，并且事实上，还有一个小的缺点，因为使用select时需要两种不同的系统调用。但是使用select的好处是，我们可以同时等待多个I/O的完成。

信号驱动I/O模型：

我们可以使用信号，来告诉内核当数据准备就绪的时候，使用SIGIO信号来通知我们。我们将此称为信号驱动的I/O。

在此，对上图的流程做简单的介绍:

   首先，使用sigaction系统调用安装信号处理器。然后，立即从系统调用中返回，从而进程在继续执行，而不会被阻塞。当数据准备就绪的时候，就会生成SIGIO信号并发送给进程的信号处理器，然后再通过调用recvfrom来读取数据，并最终返回OK由进程对数据进行处理。

异步I/O模型：

一般来说，异步I/O模型的实现是从操作步骤的开始到通知整个操作完成（包括将数据从内核复制到进程缓冲区中）。它和信号驱动I/O的主要不同是：信号I/O是在I/O操作正要开始的时候通知我们的，而异步I/O是当I/O操作完成时通知我们的。

在此，对上图的流程做简单的介绍:

   当调用aio_read时，会同时向内核传递描述符，缓冲区指针，缓冲区大小，文件偏移量和当整个操作完成时该如何通知我们等信息。然后，系统调用立即返回，并且进程在等待I/O完成的时候，不会发生阻塞。直到当操作完成的时候内核就会产生相应的信号，并通知给进程。