首先先说一下同步、异步和阻塞、非阻塞的一些概念
1、同步和异步
同步和异步描述的是用户线程与内核的交互方式：
同步是指用户线程发起I/O请求后需要等待或者轮询内核I/O操作完成时才能继续执行
异步是指用户线程发起I/O请求后仍继续执行，当内核I/O操作完成后会通知用户线程，或者调用用户线程注册的回调函数。
2、阻塞和非阻塞
阻塞和非阻塞描述的是用户线程调用内核I/O操作的方式：
阻塞是指I/O操作需要彻底完成后才返回到用户空间
非阻塞是指I/O操作被调用后立即返回给用户一个状态值，无需等到I/O操作彻底完成。
一个I/O操作其实分成了两个步骤：发起I/O请求和实际的I/O操作
阻塞I/O和非阻塞IO的区别在于第一步，发起I/O请求是否会被阻塞，如果阻塞直到完成那么就是传统的阻塞I/O，如果不阻塞，那么就是非阻塞I/O
同步I/O和异步IO的区别在于第二个步骤是否阻塞，如果实际的I/O读写阻塞请求进程，那么就是同步I/O
3、常见JavaI/O模型
a、阻塞I/O模型
在I/O请求无法立即完成则保持阻塞
阶段1：等待数据就绪。网络I/O的情况等待远端数据陆续到达，磁盘I/O的情况就是等待磁盘数据从磁盘读取到内核态内存中
阶段2：数据复制。处于系统安全，用户态的程序没有权限直接读取内核态内存，因此内核负责将内核态内存的数据复制一份到用户态内存中
阻塞I/O模型图
b、非阻塞I/O
非阻塞I/O就是告诉内核，当所请求的I/O操作无法完成时，不要讲进程睡眠，而是立刻返回一个错误码，这样请求就不会阻塞
阶段1：I/O操作函数将不断地测试数据是否已经准备好，如果没有准备好，继续测试，直到数据准备好为止。整个I/O请求的过程中，虽然用户线程每次发起I/O请求可以立即返回，但是为了等到数据，需要不打的轮询、重复请求，这是对CPU时间的极大浪费。
阶段2：数据准备好后，从内核复制到用户空间。
非阻塞I/O模型图
c、I/O复用模型
I/O复用会用到select或者poll函数，在这两个系统调用中的某一个上阻塞，而不是阻塞与真正的I/O系统调用。函数也会使进程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的是，这个两个函数都可以同时阻塞多个I/O操作。而且可以同时对多个读操作、多个写操作的I/O函数进行检测，知道有数据可读或可写时，才真正的调用I/O函数。
I/O复用模型图
调用select/poll方法由一个用户态线程负责轮询多个socket，知道某个阶段1的数据就绪，再通知实际的用户线程执行阶段2的复制操作。
d、信号驱动I/O模型
首先调用sigaction来安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，可以在信号处理函数中调用recvfrom来读取数据，并通知主循环数据已准备好被处理，可以读取数据报。
信号驱动I/O模型图
信号驱动模型的好处是：当等待数据到达时，可以不阻塞。主循环可以继续执行，只是等待信号处理程序的通知；或者数据已经被准备好被处理，或者数据已准备好被读取。
e、异步I/O模型
异步I/O是POSIX规范定义的。通常，这些函数会通知内核来启动操作并在整个操作完成时通知我们。
异步I/O模型图
异步I/O使用了Proactor设计模式实现了这一机制。
当整个过程（包括阶段1和阶段2）全部完成时，通知应用程序来读取数据。
4、I/O模型的比较
前四种模型的区别是阶段1不相同，阶段2都相同，都是将数据从内核复制到用户空间。而异步I/O的两个阶段都不同于前四个模型。贴一张图
同步I/O操作引起的请求进程阻塞，知道I/O操作完成。异步I/O操作不引起请求进程阻塞。前四种I/O模型都是同步I/O模型，而异步I/O模型才是真正的异步I/O。