共计 1822 个字符，预计需要花费 5 分钟才能阅读完成。
几个基本概念：
阻塞：调用后果返回之前，以后线程会被挂起进入非可执行状态，cpu 不会给线程调配工夫片，该过程只有在失去后果之后才会返回。
非阻塞：在不能失去后果之前，以后线程不会被阻塞而是立刻返回。
同步：调用者在发动一个性能调用时，在没失去后果之前该调用不会返回。
异步：调用者在发动一个性能调用后不能立刻失去后果，当这个调用被解决实现后，会通过状态、告诉和回调来告诉调用者。
linux 操作系统中分了 内核空间 与用户空间 ，所有的 IO 操作都得取得内核的反对，用户态的过程无奈间接进行内核的 IO 操作，内核空间提供了 零碎调用，使得用户态的过程能够间接执行 IO 操作。
再进行五种模型介绍前，咱们来先看下一次网络申请中服务端做了哪些操作。
每个客户端会与服务端建设一次 socket 连贯，服务端获取连贯后，对于所有的数据的读写都须要通过操作系统的内核，通过零碎调用内核将数据复制到用户过程的缓冲区，实现与客户端的交互，依据零碎调用的形式分为阻塞与非阻塞，依据零碎解决利用过程的形式分为同步与异步。
阻塞式 IO
每一次客户端产生的 socket 连贯实际上是一个文件描述符(file descriptor)，而每一个用户过程读取实际上了是一个文件描述符，这个时候的零碎调用函数会期待网络申请数据的达到，和数据从内核空间复制到用户过程空间，也就是是，第一阶段的 IO 调用与第二阶段的 IO 执行都会阻塞，对于多个客户端连贯，只能开拓多个线程来解决。
非阻塞式 IO（NIO）
为解决阻塞 IO 模型的阻塞问题，零碎的内核进行了改良，在内核中 socket 反对了非阻塞状态，socket 不再阻塞后，就能够应用一个过程解决客户端的连贯，该进行外部一直进行轮询，查看每一个连贯的网络数据是否已达到，此时轮询产生在用户空间，然而该过程仍然须要本人解决所有的连贯，所以该期间为同步非阻塞 IO 期间，也就是 NIO。
IO 多路复用
在非阻塞 IO 模型中，尽管解决了 IO 调用阻塞的问题，然而产生了新的问题，如果当初有 1 万个连贯，那用户线程会调用 1 万次零碎调用 read 来进行解决，在用户空间这种开销太大，解决的思路就是让用户缩小零碎调用，然而用户本人实现不了，所以就导致了内核产生了进一步变。在内核空间中帮忙用户过程遍历所有的文件描述符，将数据筹备好的文件描述符返回给用户过程，该形式是同步阻塞 IO，因为在第一阶段的 IO 调用会阻塞过程。
上面是 select 与 poll 示意图：
上面是 epoll 示意图：
对于 epoll 来说在第一阶段的 epoll_wait 仍然是阻塞的，所以也是同步阻塞 IO。
select/poll/epoll 具体的信息可见四种网络模型里无关 IO 多路复用的阐明
信号驱动式 IO
在 IO 执行的数据筹备阶段，不会阻塞用户过程，当用户过程须要期待数据的时候，会向内核发送一个信号，通知内核须要数据，而后用户过程就持续做别的事了，而当内核中的数据筹备好之后，内核会给用户过程发一个信和，用户过程收到信号后立马调用 recvfrom 去查收数据，该不 O 模型应用的较少。
异步 IO（AIO）
利用过程通过 aio_read 告知内核启动某个操作，且在整个操作实现之后再告诉利用过程，包含将数据从内核空间拷贝到用户空间。信号驱动 IO 是内核告诉咱们何时能够启动一个 IO 操作，而异步 IO 模型是由内核告诉咱们 IO 操作何时实现，是真正意义上的无阻塞 IO 操作。
总结
前四种模型的次要区别在于第一阶段，因为它们的第二阶段都是一样的：在数据从内核拷贝到利用过程的缓冲区期间过程都会阻塞。相同，异步 IO 模型在这两创优都不会阻塞。
最初再提一下间接内存
间接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是 java 虚拟机标准中定义的内存区域。间接内存申请空间消耗更高的性能，间接内存 IO 读写的性能要优于一般的堆内存，对于 java 程序来说，零碎内核读取堆类的对象须要依据代码段计算其偏移量来获取对象地址，效率较慢，不太适宜网络 IO 的场景，对于间接内存来说更加适宜 IO 操作，内核读取寄存在间接内存中的对象较为不便，因为其地址就是袒露的过程虚拟地址，不须要 jvm 翻译。那么就能够应用 mmap 开拓一块间接内存 mapbuffer 和内核空间共享，并且该间接内存能够间接映射到磁盘上的文件，这样就能够通过调用本地的 put 而不必调用零碎调用 write 就能够将数据间接写入磁盘,RandomAccessFile 类就是通过开拓 mapbuffer 实现的读写磁盘。
参考的文章：
从 5 种网络 IO 模型到零拷贝