Linux 中常见的五种 IO 模型主要用于描述进程如何与内核进行数据交互，尤其是在网络编程和文件操作时的行为差异。这五种模型分别是：

1. 阻塞式 IO（Blocking IO）

• 工作原理：进程调用 IO 函数（如 read()、write()）后，若数据未准备好，进程会被阻塞（挂起），直到数据准备完成才继续执行。
• 特点：最简单直观，编程模型简单，但当 IO 等待时，进程无法做其它事情，资源利用率低。
• 适用场景：小型程序或单线程程序，IO 操作较少。

2. 非阻塞式 IO（Non-blocking IO）

• 工作原理：进程调用 IO 函数时，如果数据未准备好，IO 函数会立即返回一个错误（通常是 EAGAIN 或 EWOULDBLOCK），进程不会被阻塞。
• 特点：需要程序主动轮询（polling）IO 状态，编程较复杂，但进程不会被挂起，可以执行其它任务。
• 适用场景：需要避免进程挂起、且程序能有效管理轮询机制的场景。

3. IO 复用（IO Multiplexing）

• 代表函数：select()、poll()、epoll()（Linux 特有）
• 工作原理：允许进程同时监视多个 IO 事件，内核会阻塞进程直到至少有一个 IO 事件准备就绪。
• 特点：
  • 支持同时处理大量 IO 连接
  • 程序不用忙等，资源利用率高
  • select 和 poll 有文件描述符数量限制和效率问题
  • epoll 支持大规模连接，性能更优
• 适用场景：服务器高并发网络编程，多路复用 IO。

4. 信号驱动 IO（Signal-driven IO）

• 工作原理：进程注册一个信号（如 SIGIO），当对应的文件描述符可读或可写时，内核向进程发送信号通知，进程收到信号后执行信号处理函数。
• 特点：
  • 异步通知机制，避免轮询和阻塞
  • 复杂度较高，信号处理需注意安全性和重入性
• 适用场景：需要异步事件通知且能合理处理信号的程序。

5. 异步 IO（Asynchronous IO, AIO）

• 工作原理：进程发起 IO 请求后，立刻返回继续执行其它任务，内核在后台完成 IO 操作，完成后通过信号、回调或轮询通知进程。
• 特点：
  • 最高效的 IO 模型，真正的异步执行
  • 编程复杂，API 支持有限，Linux 中 libaio 是常见实现
• 适用场景：对性能要求极高的高并发环境，大文件读写等。

总结对比表

如果你需要，我还能帮你写一段示例代码演示不同模型的用法，或者帮你理解哪个模型更适合某种具体需求。你觉得怎么样？