linux下的I/O模型可以分为5种：
1、阻塞式I/O模型
2、非阻塞式I/O模型
3、I/O复用模型
4、信号驱动I/O模型
5、异步I/O模型
简单解释：
阻塞和非阻塞：就是说需要做一件事的时候能不能立即得到返回应答，如果不能立即得到返回应答而需要等待，那就是阻塞了，否则就是非阻塞。
同步和异步：就是说每次只能昨晚一件事才能做另外一件事，那就是同步，反之，如果你能够同时做几件事，并且不一定非要一件事做完了再去做另外一件事，这就是异步。
下面具体说一下上面提到的5种I/O模型：
阻塞I/O就是指那种recv，read之类的，一直需要等，等到有了拷贝数据才返回。
非阻塞I/O就是不用等，立即返回，只要设置描述符为非阻塞就可以了，但是要进程自己检查是否可读。
I/O复用其实也是阻塞的，只是可以用来等很多描述符。
信号驱动采用信号机制等待。
异步I/O就不用等了，当他告知你的时候，已经可以返回了，数据都拷贝好了。
其中前4种I/O模型都是同步模型，只有最后一种才是异步模型。
I/O复用模型详细介绍：
1、select系统调用：
select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件描述符的状态变化，程序会停在select这里等待，直到被监视的文件描述符有某一个或多个发生了状态变化。
select()机制中提供了fd_set的数据结构，实际上是long类型的数组，每一个数组元素都能与一打开的文件句柄建立联系，建立联系的工作由程序员完成，当调用select()时，由内核根据I/O状态更改fd_set的内容，由此来通知执行了select()的进程那哪些socket或者文件可读可写。
select函数原型：
int select(int nfds, fd_set * readfds, fd_set * writefds, fd_set * exceptfds, const struct timeval * timeout);
函数参数说明：
1、nfds：select监视的文件句柄数，视进程中的打开文件数而定，一般设为要监视各文件中最大的文件描述符加1。
2、readfds：这个文件描述符集合监视文件集中的任何文件是否有数据可读，当select函数返回时，readfds将清除其中不可读的文件描述符，只留下可读的文件描述符。
3、writefds：这个文件描述符集合监视文件集中的任何文件是否有数据可写，当select函数返回时，writefds将清除其中不可写的文件描述符，只留下可写的文件描述符。
4、exceptfds：这个文件集将监视文件集中的任何文件是否发生了错误,当select函数返回的时候，exceptfds将清除其中的其他文件描述符，只留下带有标记的OOB数据的文件描述符。
5、timeout：本次select()的超时结束时间，它可以使select处于三种状态。
（1）若将NULL以形参传入，即不传时间结构体，就是讲select置于阻塞状态，一定等到监视描述文件符集合中的某个文件描述符发生变化为止。
（2）若将时间设置为0秒0毫秒，就变成了一个纯粹的非阻塞函数，不过文件描述符是否发生变化，都立刻返回继续执行，文件无变化返回0，有变化返回一个正值。
（3）timeout的值大于0，这就是等待的超时时间，即select在timeout时间内阻塞，超过时间之内有事件到来就返回，否则在超时之后不管怎样一定返回，返回值同上所述。
其中timeval结构体如下：
struct timeval { long tv_sec; long tv_usec; } ;其中tv_sec是秒，tv_usec是微秒。
函数返回值：
正值：表示监听的文件集中有文件描述符符合要求。
零值：表示select监视超时。
负值：表示发生了错误，错误值有errno指定。
宏操作：
FD_ZERO(fd_set * set)：用来清除描述词组set的全部位。
FD_SET(int fd, fd_set * set)：用来设置描述词组set中的相关fd的位。
FD_ISSET(int fd, fd_set *set)：检测集合中的某一个描述符是否准备就绪了。
FD_CLR(int fd, fd_set *set)：用来清除描述词组set中相关fd的位。
需要注意的事项：
（1）对于可写性的检查，最好放在需要写数据的时候进行检查，如果和可读性放在同一个地方进行检查， 那么select很可能每次都会因为可写性检查成功而返回。
（2）select()调用会清空传递给它的集合参数中的内容，也就是会清空readfds, writefds, exceptfds这三个指针参数所指定的描述符集合。因此，在每次调用select()之前，必须重新初始化并把需要监视的描述符填写到相应的描述符集合中。select()调用也会清空timeout指针所指向的struct timeval结构，所以在每次调用之前select()之前也要重新填充timeout指针所指向的struct timeval结构。
一个简单的select调用例子：
服务器端：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#define MYPORT 1234 //连接时使用的端口
#define MAXCLINE 7 //连接队列中的个数
#define BUF_SIZE 200
int fd[MAXCLINE]; //连接的fd
int conn_amount; //当前的连接数
void showclient()
{
printf("client amount: %d
", conn_amount);
for (int i = 0; i < MAXCLINE; ++i) {
printf("[%d]:%d ", i, fd[i]);
}
puts("");
}
int main()
{
int sock_fd, new_fd; //监听套接字， 连接套接字
struct sockaddr_in server_addr; //服务器的地址信息
struct sockaddr_in client_addr; //客户端的地址信息
socklen_t sin_size;
int yes = 1;
char buf[BUF_SIZE];
//建立sock_fd套接字
if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
perror("can not create socket");
exit(1);
}
//设置与sock_fd套接字关联的选项
//SOL_SOCKET表示普通的套接字， SO_REUSEADDR表示允许重用本地地址和端口
if (setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1) {
perror("setsockopt error");
exit(1);
}
server_addr.sin_family = AF_INET; //主机字节序
server_addr.sin_port = htons(MYPORT);
server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //通配IP
memset(server_addr.sin_zero, ' ', sizeof(server_addr.sin_zero));
if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
perror("bind error");
exit(1);
}
if (listen(sock_fd, MAXCLINE) == -1) {
perror("listen error");
exit(1);
}
printf("listen port %d
", MYPORT);
fd_set fdsr; //定义文件描述符集
int maxsock = sock_fd + 1;
struct timeval tv;
conn_amount = 0;
sin_size = sizeof(client_addr);
while (true) {
//初始化文件描述符集合
FD_ZERO(&fdsr); //清除描述符集
FD_SET(sock_fd, &fdsr); //把sock_fd加入描述符集
//设定超时时间
tv.tv_sec = 40;
tv.tv_usec = 0;
//添加活动连接
for (int i = 0; i < MAXCLINE; ++i) {
if (fd[i] != 0) {
FD_SET(fd[i], &fdsr);
}
}
//如果文件描述符中有连接请求，会做出相应的处理，实现I/O复用,多用户的连接通讯
int ret = select(maxsock, &fdsr, NULL, NULL, &tv);
//没有找到有效的连接，失败
if (ret < 0) {
perror("select error");
break;
} else if (ret == 0) { //指定的时间到了，超时
puts("timeout");
continue;
}
//循环判断有效的连接是否有数据到达
int cnt = 0;
for (int i = 0; i < conn_amount; ++i) {
if (FD_ISSET(fd[i], &fdsr)) {
ret = recv(fd[i], buf, sizeof(buf), 0);
//客户端连接关闭,清除文件描述符集中的相应的位
if (ret <= 0) {
printf("client [%d] close
", i);
close(fd[i]);
FD_CLR(fd[i], &fdsr);
fd[i] = 0;
++cnt;
} else {
//有相应的数据发送过来
if (ret < BUF_SIZE) {
memset(&buf[ret], ' ', 1);
}
printf("client [%d] send:%s
", i, buf);
}
}
}
conn_amount -= cnt;
if (FD_ISSET(sock_fd, &fdsr)) {
new_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &sin_size); //每次返回的是一个新文件描述符
if (new_fd <= 0) {
perror("accept error");
continue;
}
//添加新的fd到数组中，判断有效的连接数是否小于最大的连接数，
//如果小于的话，就把新的连接套接字加入集合
if (conn_amount < MAXCLINE) {
for (int i = 0; i < MAXCLINE; ++i) {
if (fd[i ] == 0) {
fd[i] = new_fd;
break;
}
}
++conn_amount; //连接数加1
printf("new connection client [%d]%s:%d
", conn_amount, inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));
if (new_fd > maxsock - 1) {
maxsock = new_fd + 1;
}
} else {
puts("max connections arrive, exit...");
send(new_fd, "bye", 4, 0);
close(new_fd);
continue;
}
}
showclient();
}
for (int i = 0; i < MAXCLINE; ++i) {
if (fd[i] != 0) {
fd[i] = 0;
close(fd[i]);
}
}
return 0;
}
客户端：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <netdb.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#define SERVPORT 1234
int main()
{
int sock;
struct sockaddr_in sa;
char buffer[1024];
sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sock == -1) {
perror("can not create socket");
exit(1);
}
memset(&sa, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
sa.sin_family = AF_INET;
sa.sin_port = htons(SERVPORT);
sa.sin_addr.s_addr = htonl(0x7f000001);
if (connect(sock, (struct sockaddr *)&sa, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
perror("connect error");
exit(1);
}
freopen("2_select_client", "r", stdin);
while (gets(buffer)) {
int sendbytes = write(sock, buffer, 100);
if (sendbytes == -1) {
perror("send error");
exit(1);
}
}
fclose(stdin);
close(sock);
return 0;
}