实现层面的网络I/O模型（“Linux 系统）

第一种模型：同步阻塞I/O。

Linux系统的read和write函数，在调用的时候会被阻塞，直到数据读取完成，或者写入成功。

第二种模型：同步非阻塞I/O。和同步阻塞I/O的API是一样的，只是打开fd的时候带有O_NONBLOCK参数。于是，当调用read和write函数的时候，如果没有准备好数据，会理解返回，不会阻塞，然后让应用程序不断地去轮询。

第三种模型：I/O多路复用（IO Multiplexing）。

前面两种I/O都只能用于简单的客户端开发。但对于服务器程序来说，需要处理很多的fd （连接数可以达几十万甚至百万）。

如果使用同步阻塞I/O，要处理这么多的fd需要开非常多的线程，每个线程处理一个 fd；

如果用同步非阻塞 I/O，要应用程序轮询这么大规模的 fd。

这两种办法都不行，所以就有了I/O多路复用。

在Linux系统中，有三种I/O多路复用的办法：select、poll、epoll，它们的原理有一定差异。

该函数是阻塞调用，一次性把所有的 fd 传进去，当有 fd 可读或者可写之后，该函数会返回，返回结果也在这个函数的参数里面，告知应用程序哪些fd上面可读或者可写，然后下一步应用程序调用read和write函数进行数据读写。

I/O多路复用是现在Linux系统上最成熟的网络I/O模型，在三种方式中，epoll的效率最高，所以目前主流的网络模型都是epoll。

第四种模型：异步I/O。Windows系统的IOCP，这是一种真正意义上的异步I/O。

异步I/O，是指读写都是由操作系统完成的，然后通过回调函数或者某种其他通信机制通知应用程序。

C++中的asio网络库。asio是一个跨平台的C++网络库，也是boost的一部分，在Linux系统上封装的是epoll，在Windows系统上封装的是IOCP。asio的接口是完全异步的

async_read/async_write函数传进去的参数主要是三个：·

socket.· 应用程序的buffer· 回调函数。

chat_session 这个类的两个成员函数handle_read_header/handle_write。应用程序调用了这两个函数后都会立即返回，由asio库内部进行I/O读写。读写完成后通过传入的回调函数通知应用程序，读写已经完成。

asio 是一个上层框架层的“异步 I/O”，或者说是模拟出来的“异步I/O”，在 Linux系统上还是由epoll实现的。

“异步”，就是读写由底层完成（操作系统或者框架），读写完成之后，以某种方式通知应用程序。

Linux系统异步I/O的实现是aio。但由于aio并不成熟，所以现在主要还是用epoll。

阻塞与非阻塞

（1）阻塞和非阻塞是从函数调用角度来说的，而同步和异步是从“读写是谁完成的”角度来说的。

阻塞：如果读写没有就绪或者读写没有完成，则该函数一直等待。

非阻塞：函数立即返回，然后让应用程序轮询。

同步：读写由应用程序完成。

异步：读写由操作系统完成，完成之后，回调或者事件通知应用程序。

（2）按照这个定义可以知道，异步I/O一定是非阻塞I/O，不存在既是异步I/O，又是阻塞的；同步I/O可能是阻塞的，也可能是非阻塞的。

归类后共有三种：同步阻塞I/O、同步非阻塞I/O、异步I/O。

（3）I/O多路复用（select、poll、epoll）都是同步I/O，因为read和write函数操作都是应用程序完成的，同时也是阻塞I/O，因为select、read、write的调用都是阻塞的。

事件驱动

Nginx的“事件驱动”，是Nginx封装的一个逻辑概念，在操作系统层面是基于epoll或者select来实现的。

当讲网络 I/O 模型的时候，一定要注意讲的是操作系统层面的 I/O 模型，还是上层的网络框架封装出来的I/O模型（比如asio，又比如Java的NIO，在Linux平台上，底层也是基于epoll）。

对于“异步I/O”一词，在操作系统的语境和在上层应用的语境中，往往指代不一样。

在操作系统的语境里，异步I/O是指IOCP或者aio这种真正的异步，epoll不被认为是异步I/O；但在上层应用的语境里，异步I/O往往指的是JavaJDK或网络框架（Netty）封装出来的概念，底层实现可能是epoll，也可能是真正的异步I/O。