目录
Unix提供的五种I/O模型
1、阻塞I/O模型：
最常用的I/O模型就是阻塞I/O模型，缺省情况下所有文件操作都是阻塞的。我们以套接字接口为例来讲解此模型：在进程空间（内核空间）中调用 recvfrom，其系统调用直到数据包到达且被复制到应用进程的缓冲区中或者发生错误时才返回，在此期间一直会等待，进程在从调用 recvfrom开始到它返回的整段时间内都是被阻塞的，因此被称为阻塞I/O模型。如下图：
2、非阻塞I/O模型：
recvfrom从应用层到内核的时候，如果该缓冲区没有数据的话，就直接返回一个 EWOULDBLOCK 错误，一般都对非阻塞I/O模型进行轮询检查这个状态，看内核是不是有数据到来。
3、I/O复用模型：
Linux提供select/poll，进程通过将一个或多个fd传递给select或者poll系统调用，阻塞在select操作上，这样select/poll可以帮我们侦测多个fd是否处于就绪状态。select/poll是顺序扫描fd是否就绪，而且支持的fd数量有限，因此它的使用受到了一些制约。Linux还提供了epoll系统调用，epoll使用基于事件驱动方式替代顺序扫描，因此性能更高。当有fd就绪时，立即回调函数rollback。
4、信号驱动I/O模型：
首先开启套接口信号驱动I/O功能，并通过系统调用sigaction执行一个信号处理函数（此系统调用立即返回，进程继续工作，它是非阻塞的）。当数据准备就绪时，就为该进程生成一个SIGIO信号，通过信号回调通知应用程序调用recvfrom来读取数据，并通知主循环函数处理数据。
5、异步I/O：
告知内核启动某个操作，并让内核在整个操作完成后（包括将数据从内核空间复制到用户空间的缓冲区）通知我们。这种模型与信号驱动模型的主要区别是：信号驱动I/O由内核通知我们何时可以开始一个I/O操作；异步I/O模型由内核通知我们I/O操作何时已经完成。
I/O多路复用技术
I/O多路复用技术通过把多个I/O的阻塞复用到同一个select的阻塞上，从而使得系统在单线程的情况下可以同时处理多个客户端请求。与传统的多线程/多进程模型比，I/O多路复用的最大优势是系统开销小，系统不需要创建新的额外进程或者线程，也不需要维护这些进程和线程的运行，降低了系统的维护工作量，节省了系统资源，I/O多路复用的主要应用场景如下。
1.服务器需要同时处理多个处于监听状态或者多个连接状态的套接字；
2.服务器需要同时处理多个网络协议的套接字。
目前支持I/O多路复用的系统调用有select、pselect、poll、epoll
epoll 相比select的改进：
1、支持一个进程打开的socket描述符（FD）不受限制（仅受限于操作系统的最大文件句柄数）。
select最大的缺陷就是单个进程所打开的FD是有一定限制的，默认1024。
epoll没有限制，在1GB内存的机器上大约是10万个句柄左右。
2、I/O效率不会随着FD数目的增加而线性下降。
传统select/poll 的另一个致命弱点，就是当你拥有一个很大的socket集合时，由于网络延迟或者链路空闲，任一时刻只有少部分的socket是“活跃的”，但是select/poll每次调用都会线性扫描全部的集合，导致效率呈现线性下降。epoll不存在这个问题，它只会对“活跃”的socket进行操作——这是因为在内核实现中，epoll是根据每个fd上面的callback函数实现的。那么，只有“活跃”的socket才会主动调用callback函数，其他idle状态的socket则不会。
3、使用mmap加速内核和用户空间的消息传递。
无论是select、poll还是epoll都需要内核把FD消息通知给用户空间，如何避免不必要的内存复制就显得非常重要，epoll是通过内核和用户空间mmap同一块内存来实现的。
4、epoll的API更加简单。
摘自：Netty权威指南