文件读写方式的各种差异，导致I/O的分类多种多样。最常见的有缓冲与非缓冲I/O、直接与非直接I/O、阻塞与非阻塞I/O、同步与异步I/O。
根据是否利用标准库缓存，可以把文件I/O分为缓冲I/O与非缓冲I/O。
-
缓冲I/O，是指利用标准库缓存来加速文件的访问，而标准库内部再通过系统调度访问文件。
-
非缓冲I/O，是指直接通过系统调用来访问文件，不再经过标准库缓存。
这里所说的“缓冲”，是指标准库内部实现的缓存。比方说，你可能见到过，很多程序遇到换行时才真正输出，而换行前的内容，其实就是被标准库暂时缓存了起来。
根据是否利用操作系统的页缓存，可以把文件I/O分为直接I/O与非直接I/O。
-
直接I/O，是指跳过操作系统的页缓存，直接跟文件系统交互来访问文件。
-
非直接I/O正好相反，文件读写时，先要经过系统的页缓存，然后再由内核或额外的系统调用，真正写入磁盘。
想要实现直接I/O，需要你在系统调用中，指定 O_DIRECT 标志。如果没有设置过，默认的是非直接I/O。
不过要注意，直接I/O、非直接I/O，本质上还是和文件系统交互。如果是在数据库等场景中，你还会看到，跳过文件系统读写磁盘的情况，也就是我们通常所说的裸I/O。
根据应用程序是否阻塞自身运行，可以把文件I/O分为阻塞I/O和非阻塞I/O：
-
所谓阻塞I/O，是指应用程序执行I/O操作后，如果没有获得响应，就会阻塞当前线程，自然就不能执行其他任务。
-
所谓非阻塞I/O，是指应用程序执行I/O操作后，不会阻塞当前的线程，可以继续执行其他的任务，随后再通过轮询或者事件通知的形式，获取调用的结果。
比方说，访问管道或者网络套接字时，设置 O_NONBLOCK 标志，就表示用非阻塞方式访问；而如果不做任何设置，默认的就是阻塞访问。
根据是否等待响应结果，可以把文件I/O分为同步和异步I/O：
-
所谓同步I/O，是指应用程序执行I/O操作后，要一直等到整个I/O完成后，才能获得I/O响应（需要主动读写数据，如read、write等操作）。
-
所谓异步I/O，是指应用程序执行I/O操作后，不用等待完成和完成后的响应，而是继续执行就可以。等到这次 I/O完成后，响应会用事件通知的方式，告诉应用程序（操作系统来完成数据的读写）。
举个例子，在操作文件时，如果你设置了 O_SYNC 或者 O_DSYNC 标志，就代表同步I/O。如果设置了O_DSYNC，就要等文件数据写入磁盘后，才能返回；而O_SYNC，则是在O_DSYNC基础上，要求文件元数据也要写入磁盘后，才能返回。
再比如，在访问管道或者网络套接字时，设置了O_ASYNC选项后，相应的I/O就是异步I/O。这样，内核会再通过SIGIO或者SIGPOLL，来通知进程文件是否可读写。
我们可能会问 阻塞、非阻塞 I/O 与同步、异步 I/O 的区别和联系
通过定义可以看出阻塞/非阻塞和同步/异步，其实就是两个不同角度的 I/O 划分方式。它们描述的对象也不同，阻塞/非阻塞针对的是 I/O 调用者（即应用程序），而同步/异步针对的是 I/O 执行者（即系统）。
知乎上大神陈硕老师的回答：
在处理 IO 的时候，阻塞和非阻塞都是同步 IO（我们使用的select/poll/epoll /read/write等函数都是同步IO）。只有使用了特殊的 API 才是异步 IO。