最近越來越認為，在講解技術相關問題時，大白話固然很重要，通俗易懂，讓人有想讀下去的慾望。但幾乎所有的事，都有兩面性，在看到其帶來好處時，不妨想想是否也引入了不好的地方。
例如在部落格中，過於大白話的語言的確會讓你閱讀起來更加順暢，也更容易理解。但這都是其他人理解，已經咀嚼過了的，人家是已經完全理解了，你從這些資訊中大概可能會觀察不到全貌。所以，適當的白話是很好的，但這個度得控制一下。
接下來切入正文。
相信大家經常看到這個問題：
BIO、NIO 和 AIO 有什麼區別？
看到這個問題，可能你腦海中就會浮現以下這些字眼。比如 BIO 就是如果從核心獲取資料會一直阻塞，直到資料準備完畢返回。再比如 NIO，核心在資料沒有準備好時不會阻塞住，呼叫程式會一直詢問核心資料是否 Ready。
雖然是正確的，字數也很少。但是這樣一來，你看這些概念就不是理解，而是背誦了。其實 BIO 和 NIO 這類的名詞還有一個共同的名字叫——IO模型，總共有:
由於訊號驅動 IO 在實際中不常用，我們主要講以下四種模型：
同步阻塞 同步非阻塞 IO 多路複用 非同步 IO
這裡還是通過例子來理解這 4 種 IO 模型：
假設此時客戶端正在傳送一些資料到伺服器，並且資料已經通過客戶端的協議棧、網路卡，陸陸續續的到達了伺服器這邊的核心態 Buffer 中了。
不清楚使用者態和核心態區別的可以看看《簡單聊聊使用者態和核心態的區別》
對資料在網路中是如何傳輸的細節感興趣的，可以去看看我之前寫的文章 《請求資料包從傳送到接收，都經歷了什麼？》。
同步阻塞 BIO
我們需要知道，核心在處理資料的時候其實是分成了兩個階段：
資料準備 資料複製
在網路 IO 中，資料準備可能是客戶端還有部分資料還沒有傳送、或者正在傳送的途中，當前核心 Buffer 中的資料並不完整；而資料複製則是將核心態 Buffer 中的資料複製到使用者態的 Buffer 中去。
當呼叫執行緒發起 read 系統呼叫時，如果此時核心資料還沒有 Ready，呼叫執行緒會阻塞住，等待核心 Buffer 的資料。核心資料準備就緒之後，會將核心態 Buffer 的資料複製到使用者態 Buffer 中，這個過程中呼叫執行緒仍然是阻塞的，直到資料複製完成，整個流程用圖來表示就張這樣：
同步非阻塞 NIO
相信大家知道 Java 中有個包叫 nio，但那跟我們現在正在討論的 NIO 不是同一個概念。
現在正在討論的是 Non-Blocking IO，代表同步非阻塞，是一種基礎的 IO 模型。而 nio 包則是 New IO，裡面的 IO 模型實際上是 IO多路複用，大家不要搞混淆了。
有了 BIO 的基礎，這次我們直接來看圖：
還是分為兩個階段來討論。
資料準備階段。此時使用者執行緒發起 read 系統呼叫，此時核心會立即返回一個錯誤，告訴使用者態資料還沒有 Read，然後使用者執行緒不停地發起請求，詢問核心當前資料的狀態。
資料複製階段。此時使用者執行緒還在不斷的發起請求，但是當資料 Ready 之後，使用者執行緒就會陷入阻塞，直到資料從核心態複製到使用者態。
稍微總結一下，如果核心態的資料沒有 Ready，使用者執行緒不會阻塞；但是如果核心態資料 Ready 了，即使當前的 IO 模型是同步非阻塞，使用者執行緒仍然會進入阻塞狀態，直到資料複製完成，並不是絕對的非阻塞。
那 NIO 的好處是啥呢？顯而易見，實時性好，核心態資料沒有 Ready 會立即返回。但是事情的兩面性就來了，頻繁的輪詢核心，會佔用大量的 CPU 資源，降低效率。
IO 多路複用
IO 多路複用實際上就解決了 NIO 中的頻繁輪詢 CPU 的問題。在之前的 BIO 和 NIO 中只涉及到一種系統呼叫——read，在 IO 多路複用中要引入新的系統呼叫——select。
read 用於讀取核心態 Buffer 中的資料，而 select 你可以理解成 MySQL 中的同名關鍵字，用於查詢 IO 的就緒狀態。
在 NIO 中，核心態資料沒有 Ready 會導致使用者執行緒不停的輪詢，從而拉滿 CPU。而在 IO 多路複用中呼叫了 select 之後，只要資料沒有準備好，使用者執行緒就會阻塞住，避免了頻繁的輪詢當前的 IO 狀態，用圖來表示的話是這樣：
非同步 AIO
該模型的實現就如其名，是非同步的。使用者執行緒發起 read 系統呼叫之後，無論核心 Buffer 資料是否 Ready，都不會阻塞，而是立即返回。
核心在收到請求之後，會開始準備資料，準備好了&複製完成之後會由核心傳送一個 Signal 給使用者執行緒，或者回撥使用者執行緒註冊的介面進行通知。使用者執行緒收到通知之後就可以去讀取使用者態 Buffer 的資料了。
由於這種實現方式，非同步 IO 有時也被叫做訊號驅動 IO。相信你也發現了，這種方式最重要的是需要 OS 的支援，如果 OS 不支援就直接完蛋。
Linux 系統在 2.6 版本的時候才引入了非同步IO，不過那個時候並不算真正的非同步 IO，因為核心並不支援，底層其實是通過 IO 多路複用實現的。而到了 Linux 5.1 時，才通過 io_uring 實現了真 AIO。
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