IO模型有哪些？

什么是IO，IO就是输入输出，拿谁是输入谁是输出呢？

计算机的IO
计算机的主体分为输入设备和输出设备，输入设备是向计算机输入数据和信息的设备，键盘和鼠标都属于输入设备；输出设备是计算机硬件系统的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示，一般显示器和打印机都属于输出设备。
例如鼠标敲几下键盘，把指令数据传给主机，主机通过运算后，把返回的数据信息输出到显示器。
鼠标，显示器这只是直观表面的输入输出。只要是涉及计算机核心与其他设备间数据迁移的过程就是IO

一、阻塞IO
它的特点是在内核将数据准备好之前，系统调用会一直等待着。
二、非阻塞IO
非阻塞IO：如果内核还未将数据准备好，系统调用仍然会直接返回，并返回错误码EWOULDBLOCK
非阻塞IO往往需要程序员循环的方式反复尝试读写文件描述符，这个过程称为轮询。这对CPU来说是较大的浪费，一般只有特定场景才使用。

• 阻塞调用是指用结果返回之前，当前线程会被挂起，调用线程只有在得到结果之后才会返回。
  非阻塞调用是指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程。

三、信号驱动IO
内核将数据准备好的时候，使用SIGIO信号通知应用程序进行IO操作。
工作流程：
1.注册信号处理程序;应用进程首先使用sinaction系统调用，建立针对特定信号的信号处理程序。这一步进程会告知内核，当特定的IO事件发生时，应该触发哪个信号处理函数。（就像提前告知你哪把锁用哪把钥匙开）
2.设置文件描述符：应用进程需要将相关文件描述符设置为信号驱动IO模式，并指定该文件描述符的属主。这一步确保内核知道当IO事件就绪时，应该向哪个进程发送信号。（告诉内核这个IO资源归我管了，事件就绪后把SIGIO信号发给我这个进程）
3.内核等待数据：完成上述设置后，应用进程可以干别的事情了，内核开始等待数据到达。当数据准备好时，内核会向应用进程发送预先设置好的信号。
4.信号处理：应用进程接收到信号后，会暂停当前正在执行的任务，转而执行之前注册的信号处理程序。在信号处理程序中，通常会调用函数来读取数据。在数据从内核拷贝到用户空间的应用到应用缓冲区期间，进程会阻塞，直到数据拷贝完成
5.处理数据：数据读取完成后，信号处理程序执行结束，进程恢复之前被暂停的任务，或者开始对读取到的数据进行处理。

四、多路复用
IO多路复用允许单个线程/进程同时监控多个文件描述符的IO事件，并在任一描述符就绪时进行读写操作。是高并发的核心技术之一。是真正的高校IO处理机制，它在单位事件内增加了传输效率，而其他四个只是在利用等待事件而已，并没有提高IO效率。
核心思想
1.统一监控：通过系统调用一次性注册多个文件描述符，由内核通知哪些描述符已就绪。
2.避免阻塞轮询：无需为每个描述符创建独立线程，节省资源。
3.单线程高并发：一个线程可以处理成千上万的连接（如Nginx,Redis的底层模型）

五、异步IO
核心思想是发起IO请求后立即返回，由内核完成所有操作，并通过回调或信号通知进程结果。不需要等待IO完成即可继续执行其他任务