关于I/O模型的种类

知识点速记

1.阻塞io:你想喝水。用烧水壶烧水，自己站在边。自己盯着。一旦开了，你把水倒到杯子里面
2.非阻塞i0:你烧水，一开烧。你就去打2分钟游戏。然后回来看一下开了没。没开就又去打2分钟游戏。你不在这里等着。直到有一次来它开了。你倒到杯子里面
3.IO多路复用:你还是想喝水，但是你找了个专门帮人烧水的邻居。他给很多人烧水。你说我想烧水，他给你烧上，你就跑回家玩游戏了。水开了他就电话打你。你赶紧来拿。但是你要倒在自己杯子里
4.信号量:你去烧水房。是自动的，没有人。通知灯和你家门铃是通的，你烧上，人就可以走。烧开了就自动响你门铃，但是有时候客人来了也响门铃。你就搞不清楚到底是啥情况
5.异步io:和3类似，还是烧水你最后还要自己倒杯子里面，吹凉了喝。这里就是他给你倒好，吹凉了。然后一喊你。你来了立马就喝上了

同步阻塞IO（BIO）

线程调用read时，如果数据还未到来，线程会一直阻塞等待

优点：实现简单，调用后等待数据到达即可
缺点：每个连接都需要一个线程，即使数据还没到达，线程也会被占用，导致资源浪费，不适合高并发场景

同步非阻塞IO（NIO）

read调用如果没有数据就绪会立即返回错误（或特定状态），不会阻塞线程；应用程序需要不断轮询判断数据是否就绪，但当数据拷贝到用户空间时依然是阻塞的

优点：线程不会长时间阻塞，可以在无数据时执行其他任务；适用于部分实时性高的场景
缺点：轮询会频繁进行系统调用，上下文切换开销大，CPU占用率高

IO多路复用

通过一个线程（或少量线程）使用select、poll、epoll等系统调用，监控多个连接的状态；只有当某个连接的数据就绪时，系统才通知应用程序，再由应用程序
调用read进行数据读取（读取时仍为阻塞操作）

优点：大大减少了线程数量和上下文切换，资源利用率高
缺点：依赖系统内核的支持，不同的多路复用有各自的局限

信号驱动IO

再数据就绪时发出信号通知应用程序，应用程序收到信号后再调用read

优点：无需轮询，数据就绪时内核主动通知应用程序
缺点：对于TCP协议，由于同一个信号可能应对多种事件，难以精准区分

异步IO（AIO）

调用aio_read时，内核负责将数据从网卡拷贝到用户空间，拷贝完成后通过回调通知应用程序，不阻塞

优点：实现了非阻塞，充分利用内核，适合高并发
缺点：实现复杂