在互联网中提起网络，我们都会避免不了讨论高并发、百万连接。而此处的百万连接的实现，脱离不了网络 IO 的选择，因此本文作为一篇个人学习的笔记，特此进行记录一下整个网络 IO 的发展演变过程。以及目前广泛使用的网络模型
网络 IO 的各个发展阶段
通常，我们在此讨论的网络 IO 一般都是针对 linux 操作系统而言。网络 IO 的发展过程是随着 linux 的内核演变而变化，因此网络 IO 大致可以分为如下几个阶段：
BIO)NIO)select/poll)epoll)AIO)而每一个阶段，都是因为当前的网络有一些缺陷，因此又在不断改进该缺陷。这是网络 IO 一直演变过程中的本质。下面将对上述几个阶段进行介绍，并对每个阶段的网络 IO 解决了哪些问题、优点、缺点进行剖析
在网络中，我们通常可以将其广义上划分为以下两个阶段：
第一阶段：硬件接口到内核态 第二阶段：内核态到用户态
本人理解：我们通常上网，大部分数据都是通过网线传递的。因此对于两台计算机而言，要进行网络通信，其数据都是先从应用程序传递到传输层(TCP/UDP)到达内核态，然后再到网络层、数据链路层、物理层，接着数据传递到硬件网卡，最后通过网络传输介质传递到对端机器的网卡，然后再一步一步数据从网卡传递到内核态，最后再拷贝到用户态
阻塞 IO 和非阻塞 IO 的区别
根据上面的内容我们可以知道，网络中的数据传输从网络传输介质到达目的机器，需要如上两个阶段。此处我们把从硬件到内核态这一阶段，是否发生阻塞等待，可以将网络分为阻塞 IO和非阻塞 IO。如果用户发起了读写请求，但内核态数据还未准备就绪，该阶段不会阻塞用户操作，内核立马返回，则称为非阻塞 IO。如果该阶段一直阻塞用户操作。直到内核态数据准备就绪，才返回。这种方式称为阻塞 IO。
因此，区分阻塞 IO 和非阻塞 IO 主要看第一阶段是否阻塞用户操作。
同步 IO 和异步 IO 的区别
从前面我们知道了，数据的传递需要两个阶段，在此处只要任何一个阶段会阻塞用户请求，都将其称为同步 IO，两个阶段都不阻塞，则称为异步 IO。
在目前所有的操作系统中，linux 中的 epoll、mac 的 kqueue 都属于同步 IO，因为其在第二阶段(数据从内核态到用户态)都会发生拷贝阻塞。而只有 windows 中的 IOCP 才真正属于异步 IO，即 AIO。
阻塞 IO 英文为 blocking IO，又称为 BIO。根据前面的介绍，阻塞 IO 主要指的是第一阶段（硬件网卡到内核态）
阻塞 IO，顾名思义当用户发生了系统调用后，如果数据未从网卡到达内核态，内核态数据未准备好，此时会一直阻塞。直到数据就绪，然后从内核态拷贝到用户态再返回
在一般使用阻塞 IO 时，都需要配置多线程来使用，最常见的模型是阻塞 IO + 多线程，每个连接一个单独的线程进行处理。
我们知道，一般一个程序可以开辟的线程是有限的，而且开辟线程的开销也是比较大的。也正是这种方式，会导致一个应用程序可以处理的客户端请求受限。面对百万连接的情况，是无法处理。
既然发现了问题，分析了问题，那就得解决问题。既然阻塞 IO 有问题，本质是由于其阻塞导致的，因此自然而然引出了下面即将介绍的主角：非阻塞 IO
非阻塞 IO 是为了解决前面提到的阻塞 IO 的缺陷而引出的
非阻塞 IO：见名知意，就是在第一阶段（网卡-内核态）数据未到达时不等待，然后直接返回。因此非阻塞 IO 需要不断的用户发起请求，询问内核数据好了没，好了没。
非阻塞 IO 是需要系统内核支持的，在创建了连接后，可以调用 setsockop 设置 noblocking
正如前面提到的，非阻塞 IO 解决了阻塞 IO 每个连接一个线程处理的问题，所以其最大的优点就是 一个线程可以处理多个连接，这也是其非阻塞决定的。
但这种模式，也有一个问题，就是需要用户多次发起系统调用。频繁的系统调用是比较消耗系统资源的。因此，既然存在这样的问题，那么自然而然我们就需要解决该问题：保留非阻塞 IO 的优点的前提下，减少系统调用
IO 多路复用第一版
为了解决非阻塞 IO 存在的频繁的系统调用这个问题，随着内核的发展，出现了 IO 多路复用模型。那么我们就需要搞懂几个问题：
IO 多路复用： 很多人都说，IO 多路复用是用一个线程来管理多个网络连接，但本人不太认可，因为在非阻塞 IO 时，就已经可以实现一个线程处理多个网络连接了，这个是由于其非阻塞而决定的。
在此处，个人观点，多路复用主要复用的是通过有限次的系统调用来实现管理多个网络连接。最简单来说，我目前有 10 个连接，我可以通过一次系统调用将这 10 个连接都丢给内核，让内核告诉我，哪些连接上面数据准备好了，然后我再去读取每个就绪的连接上的数据。因此，IO 多路复用，复用的是系统调用。通过有限次系统调用判断海量连接是否数据准备好了