AIO 是 Linux 下的异步读写模型，它是 2.6 内核提供的一个标准增强特性。对于文件的读写，即使以 O_NONBLOCK 方式来打开一个文件，也会处于 “阻塞” 状态，因为文件时时刻刻处于可读状态，而从磁盘到内存所等待的时间是惊人的。

为了充份发挥把数据从磁盘复制到内存的时间，引入了 AIO 模型，其基本原理是允许进程发起很多 I/O 操作，而不用阻塞或等待任何操作完成。稍后或在接收到 I/O 操作完成的通知时，进程就可以检索 I/O 操作的结果。

IO 模型

下图给出了同步和异步，以及阻塞和非阻塞的模型。简单来说，一个系统调用 (read, select) 立即返回表示非阻塞；在一个时间点只能去处理一个请求表示同步。

每个 I/O 模型都有自己的使用模式，它们对于特定的应用程序都有自己的优点。

同步阻塞IO

最常用的模型，当用户空间的应用执行一个系统调用后，会导致应用程序阻塞，直到系统调用完成为止（数据传输完成或发生错误）。应用程序只能处于一种不再消费 CPU 而只是简单等待响应的状态，因此从处理的角度来看，这是非常有效的。

在调用 read 系统调用时，应用程序会阻塞并对内核进行上下文切换；然后会触发读磁盘操作，当从读取的设备中返回后，数据就被移动到用户空间的缓冲区中；然后应用程序就会解除阻塞（read 调用返回）。

同步非阻塞IO

备以非阻塞的形式打开，这意味着 I/O 操作不会立即完成，read 操作可能会返回一个错误代码，说明这个命令不能立即满足（EAGAIN 或 EWOULDBLOCK）。

该模型中可能需要应用程序调用多次来等待操作完成，这样的效率仍然不高，因为很多情况下，当内核执行这个命令时，应用程序必须要进行忙碌等待，直到数据可用为止，或者试图执行其他工作。

正如上图所示，这个方法会引入 I/O 操作的延时，因为数据在内核中变为可用到用户调用 read 返回数据之间存在一定的间隔，这会导致整体数据吞吐量的降低。

异步阻塞IO

阻塞通知的非阻塞 I/O，配置的是非阻塞 I/O，然后使用阻塞 select 系统调用来确定一个 I/O 描述符何时有操作。select 可以为多个描述符提供通知，而不是仅仅为一个描述符提供通知；通知的事件包括写数据、有读数据可用以及是否发生错误。

select 调用的主要问题是它的效率不是非常高，尽管这是异步通知使用的一种方便模型，但是对于高性能的 I/O 操作来说不建议使用。