阻塞I/O
如上圖，我們寫的應用程式使用資料流（UDP）Socket接收資料，呼叫recvfrom()系統函式接收網路卡上的資料。在阻塞I/O下，呼叫recvfrom()將造成程式阻塞，直到資料接收完畢。
記憶體空間有系統空間和使用者空間，並且都有相應的緩衝區：
- 第一階段（wait for data等待資料準備）：程式阻塞，核心接管，複製資料到系統空間裡的資料緩衝區（當然是能夠從網路卡上接收到資料）。接收完畢後，則資料準備完畢（datagram ready）。
- 第二階段（copy data from kernel to user從核心拷貝資料到使用者緩衝區）：這時候程式仍然阻塞，核心將系統空間內緩衝區ready的資料複製到使用者空間裡的使用者自己定義的緩衝區。拷貝完畢則喚醒程式。 整個階段，程式都是阻塞的，直到資料讀取到使用者緩衝區內。
非阻塞I/O
如上圖，同樣應用程式呼叫資料流（UDP）Socket接收資料，呼叫recvfrom()系統函式，並且設定了Socket為non-blocking非阻塞。
這時我們呼叫系統函式recvfrom()則不阻塞程式，如果資料沒有在系統空間的緩衝區內準備好，則立即返回一個error，直接得到一個結果，這時候程式可以做點其他任務而不用阻塞在這裡。但是如果資料在系統空間內的緩衝區準備好了，則將開始從系統空間拷貝資料到使用者空間。
I/O 多路複用（IO multiplexing）
I/O多路複用大致情況如上圖。I/O多路複用也就是我們常說的select、poll以及epoll，它能夠使一個程式能夠同時處理更多的連線。
這裡就以select為例：select()也是一個系統呼叫，如果一個程式呼叫了select()那麼這個程式也會被阻塞。
- 第一階段：應用程式程式呼叫
select()，這時該程式阻塞，不過核心會監視應用程式向select註冊的所有Socket。如果註冊的Socket中有資料以及在系統空間緩衝區裡準備好了的，則該程式被喚醒。 - 第二階段：從
select()的阻塞中返回，應用程式程式只能知道向select註冊的Socket裡有資料準備好的Socket，但是並不知道具體是哪個Socket資料準備好了。所以，應用程式需要自己遍歷Socket，找出資料準備好的Socket，然後呼叫recvfrom()函式將系統空間緩衝區內資料複製到使用者空間緩衝區內。
訊號驅動 I/O（signal driven IO）
Linux核心定義了很多訊號，如SIGUSR1和SIGUSR2都是可以使用者自定義傳送/處理的訊號。
應用程式首先需要安裝訊號處理器（即提供一個回撥函式給核心），當相應事件發生的時候，作業系統會啟用該訊號，處理權交給程式，由程式呼叫處理該訊號的回撥函式。
在訊號驅動I/O中，應用程式先安裝訊號處理器，返回結果，程式可以繼續執行。當資料在系統空間內準備好了後，核心會啟用訊號，程式則會呼叫相應的回撥函式（這裡資料準備好了則直接呼叫recvfrom()函式），然後資料則直接拷貝到使用者空間緩衝區內。
非同步 I/O（asynchronous IO）
非同步I/O則是呼叫aio_read()系統函式，傳入了使用者空間緩衝區的地址指標。呼叫後程式不會被阻塞，則可以做其他事情，核心會在將資料複製到系統空間緩衝區，然後再將資料複製到使用者提供的使用者緩衝區地址中。都做完了後，則核心傳送一個signal通知應用程式read完成了。這時應用程式之前提供的回撥函式，由該程式來執行。