关键词：
| poll | epoll | select | channel | Input | output |
|---|---|---|---|---|---|
| AIO | BIO | NIO | 多路复用 | 多线程 | 进程 |
| 用户态 | 内核态 | 字节流 | 字符流 | ||
IO种类分为： 阻塞IO，非阻塞IO，IO多路复用，信号驱动IO，异步IO 共5种
IO 全程 Input/Output，针对不同的数据存储媒介，大致可以分为网络 IO 和磁盘 IO 两种。一个完整的 IO 操作将经历一下两个阶段：用户空间 内核空间 设备空间。
IO具体是什么操作？
干了什么事？
为什么有5种类型？
5种类型分别解决了什么问题？
只用阻塞IO可以吗？
IO牵扯到具体的指令有哪些？
IO读操作
真正的IO读操作：外部设备的数据经过总线进入RAM中系统空间的系统缓冲区。
用户看到的假IO操作：用户调用IO接口函数，从系统缓冲区读取数据读到自己的缓冲区或某个变量中
IO写操作
真正的IO写操作：RAM中系统空间的系统缓冲区中的数据经过总线进入外部设备。
用户看到的假IO操作：用户调用IO接口函数，把自己的某个变量或者自己的缓冲区写入系统缓冲区。
实际IO过程
用户调用IO接口函数后会询问内核缓冲区是否有目标数据，如果没有内核缓冲区在外部设备准备好后接收IO接口传来的数据，内核缓冲区读取外部设备的数据的过程是IO过程。
阻塞IO：
需要等待内核 IO 操作彻底完成后才返回到用户空间的 IO 操作。在 IO 操作过程中，发起 IO 请求的用户进程处于阻塞状态。
模型如下：
在这里插入图片描述
同步非阻塞IO
不需要等待内核 IO 操作彻底完成就能立即返回用户空间的 IO 操作。在 IO 操作过程中，发起 IO 请求的用户进程处于非阻塞状态。
模型：
在这里插入图片描述
IO多路复用
解决了 NIO 中的频繁轮询 CPU 的问题，并且引入一种新的 select 系统调用。
复用 IO 的基本思路就是通过 slect 调用来监控多 fd（文件描述符），来达到不必为每个 fd 创建一个对应的监控线程的目的，从而减少线程资源创建的开销。一旦某个描述符就绪（一般是内核缓冲区可读/可写），内核就能够将文件描述符的就绪状态返回给用户进程（或者线程），用户空间可以根据文件描述符的就绪状态进行相应的 IO 系统调用。
Linux中IO复用的实现方式主要有Select，Poll和Epoll：
Select：注册IO、阻塞扫描，监听的IO最大连接数不能多于FD_ SIZE（1024）。
Poll：原理和Select相似，没有数量限制，但IO数量大，扫描线性性能下降。
Epoll ：事件驱动不阻塞，mmap实现内核与用户空间的消息传递，数量很大，Linux2.6后内核支持。
IO 多路复用（IO Multiplexing）属于一种经典的 Reactor 模式实现，有时也称为异步阻塞 IO。
poll和epoll的区别：
在Java中，epoll和poll是用于实现I/O多路复用的机制，但它们在底层实现和使用方式上有一些区别。
1.poll是传统的I/O多路复用机制，而epoll是Linux特有的高性能I/O多路复用机制。
2.poll使用的是轮询方式，它通过遍历文件描述符集合来检查是否有事件发生，效率相对较低。
3.epoll使用的是事件通知方式，它通过注册文件描述符和事件，并在事件发生时立即通知应用程序，避免了不必要的轮询，提高了效率。
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信号驱动IO
信号驱动IO是异步阻塞IO，不需要等待IO的过程，但是从内核读取数据受到阻塞
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异步IO
异步IO从图上看很像信号驱动IO，但是实际差别很大，异步IO指异步非阻塞IO。异步IO不需要建立信号处理程序，再把IO接口函数放进去。异步IO只需要调用IO接口函数，在里面加入数据处理函数即可，并且不存在任何阻塞
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总结：
对比：
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实际的多线程模型：
根据博客参考，实际的多线程模型有很多。在《操作系统》中介绍较少，理解起来并不是很全面。
多对一模型：进程下的多个用户级线程对应着一个核心级线程，这也就是《操作系统》中说这句话的默认情景。操作系统知道核心线程，不知到用户线程，当用户线程阻塞时会认为是核心级线程阻塞，那么操作系统会调度另一个核心级线程执行。
一对一模型：进程下的每个用户级线程对应着属于自己的核心级线程。当一个线程被阻塞时，操作系统能够让另一个核心级线程对应的用户线程继续执行。缺点是每个用户线程都会创建一个核心级线程，未免有些浪费。
多对多模型：进程下的每个用户级线程对应着多个核心级线程，每个核心级线程也对应着多个用户级线程。这个模型能完成前两个模型能完成的任务，但是实现复杂。
