一、同步阻塞 IO（BIO）
當使用者執行緒呼叫了 read 系統呼叫，核心（kernel）就開始了 IO 的第一個階段：準備資料。很多時候，資料在一開始還沒有到達（比如，還沒有收到一個完整的Socket資料包），這個時候 kernel 就要等待足夠的資料到來。
當 kernel 一直等到資料準備好了，它就會將資料從 kernel 核心緩衝區，拷貝到使用者緩衝區（使用者記憶體），然後 kernel 返回結果。
從使用者執行緒 read 系統呼叫開始，使用者執行緒就進入阻塞狀態，一直到 kernel 返回結果後，使用者執行緒才解除 block 的狀態，重新執行起來。
BIO 的特點：在核心進行 IO 執行的兩個階段，使用者執行緒都被 block 了。
BIO 的優點：程式簡單，在阻塞等待資料期間，使用者執行緒掛起，使用者執行緒基本不會佔用 CPU 資源。
BIO 的缺點：一般情況下，會為每個連線配套一條獨立的執行緒，或者說一條執行緒維護一個連線成功的 IO 流的讀寫。在併發量小的情況下，這個沒有什麼問題。但是，當在高併發的場景下，需要大量的執行緒來維護大量的網路連線，記憶體、執行緒切換開銷會非常巨大。因此，基本上，BIO 模型在高併發場景下是不可用的。
二、同步非阻塞 IO（NIO）
當使用者執行緒呼叫了 read 系統呼叫，立即返回，不阻塞執行緒，使用者執行緒需要不斷地發起 IO 系統呼叫輪詢資料是否準備好；
kernel 資料準備好後，使用者執行緒發起系統呼叫，使用者執行緒阻塞。核心開始複製資料，它就會將資料從 kernel 核心緩衝區，拷貝到使用者緩衝區（使用者記憶體），然後 kernel 返回結果。
使用者執行緒解除 block 狀態，重新運作起來。
NIO 的特點：應用程式的執行緒需要不斷的進行 I/O 系統呼叫，輪詢資料是否已經準備好，如果沒有準備好，繼續輪詢，直到完成系統呼叫為止。
NIO 的優點：每次發起的 IO 系統呼叫，在核心的等待資料過程中可以立即返回，使用者執行緒不會阻塞，實時性較好。
NIO 的缺點：需要不斷的重複發起 IO 系統呼叫，這種不斷的輪詢，將會不斷地詢問核心，這將佔用大量的 CPU 時間，系統資源利用率較低。
NIO 模型在高併發場景下，也是不可用的。一般 web 伺服器不直接使用這種 IO 模型，而是在其他 IO 模型中使用非阻塞 IO 這一特性。java 的實際開發中，也不會涉及這種 IO 模型。
三、IO 多路複用
當使用者執行緒呼叫了 read 系統呼叫，使用者執行緒不直接訪問 kernel ，而是進行 select/poll/epoll（多路複用器）系統呼叫。當然，這裡有一個前提，需要將目標網路連線，提前註冊到 select/poll/epoll 的可查詢 socket 列表中（這部分由 kernel 完成）。
使用者執行緒進行 select/poll/epoll 系統呼叫，執行緒阻塞，查詢可以讀的連線，kernel 會查詢所有 select/poll/epoll 的可查詢 socket 列表，當任何一個 socket 中的資料準備好了，select/poll/epoll 就會返回。
使用者執行緒獲得了目標連線後，發起 read 系統呼叫，執行緒阻塞，核心開始複製資料，它就會將資料從 kernel 核心緩衝區，拷貝到使用者緩衝區（使用者記憶體），然後 kernel 返回結果。
使用者執行緒才解除 block 的狀態，使用者執行緒終於真正讀取到資料，繼續執行。
多路複用 IO 的特點：
- 建立在作業系統 kernel 核心能夠提供的多路複用系統呼叫 select/poll/epoll 基礎之上的，多路複用 IO 需要用到兩個系統呼叫（system call）， 一個 select/poll/epoll 查詢呼叫，一個是 IO 的讀取呼叫。
- 和 NIO 模型類似，多路複用 IO 需要輪詢，需要有單獨的執行緒不斷的進行 select/poll/epoll 輪詢，查詢出可以進行 IO 操作的連線。
- 多路複用 IO 模型與前面的 NIO 模型是有關係的，對於每一個可以查詢的 socket，一般都設定成為 non-blocking 模型。
多路複用 IO 的優點：用 select/poll/epoll 的優勢在於，它可以同時處理成千上萬個連線（connection）。與一條執行緒維護一個連線相比，I/O 多路複用不必建立執行緒，也不必維護這些執行緒，從而大大減小了系統的開銷。
多路複用 IO 的缺點：本質上，select/poll/epoll 系統呼叫，屬於同步 IO，也是阻塞 IO，需要在讀寫事件就緒後，自己負責進行讀寫，也就是說這個讀寫過程是阻塞的。
tips：
- "多路"指的是多個連線；"複用"指的是複用一個程式/執行緒進行監控。
- Java 的 NIO（New IO）技術，使用的就是 IO 多路複用模型。在 linux 系統上，使用的是 epoll 系統呼叫。
四、非同步非阻塞IO（AIO）
當使用者執行緒呼叫了 read 系統呼叫，使用者執行緒立刻就能去做其它的事，使用者執行緒不阻塞。
核心（kernel）就開始了 IO 的第一個階段：準備資料，當 kernel 一直等到資料準備好了，它就會將資料從 kernel 核心緩衝區，拷貝到使用者緩衝區（使用者記憶體）。
然後，kernel 會給使用者執行緒傳送一個訊號（signal），或者回撥使用者執行緒註冊的回撥介面，告訴使用者執行緒 read 操作完成了。
使用者執行緒讀取使用者緩衝區的資料，完成後續的業務操作。
AIO 的特點：
- 在核心 kernel 的等待資料和複製資料的兩個階段，使用者執行緒都不是 block 的。
- 使用者執行緒需要接受 kernel 的 IO 操作完成的事件，或者說註冊 IO 操作完成的回撥函式到作業系統的核心，因此，非同步 IO 有的時候也叫做訊號驅動 IO。
AIO 的缺點：需要完成事件的註冊與傳遞，這裡邊需要底層作業系統提供大量的支援，去做大量的工作。
目前來說， Windows 系統下通過 IOCP 實現了真正的非同步 I/O，但是，就目前的業界形式而言，Windows 系統，很少作為百萬級以上或者說高併發應用的伺服器作業系統來使用。
而在 Linux 系統下，非同步 IO 模型在2.6版本才引入，目前並不完善。所以，這也是在 Linux 下，實現高併發網路程式設計時都是以 IO 複用模型模式為主。（https://github.com/netty/netty/issues/2515）