Java io的接口經過了多次迭代，現在主要分為三部分,即java IO (since JDK1.0)，java NIO(since JDK1.4),java NIO2(since JDK1.7)。
那么java為什么要將IO的接口分成這三部分呢，這三部分的接口又有什么不同呢？
它們背后的底層原理是什么，要怎么樣理解才比較好呢？常常聽到的阻塞，非阻塞，同步，異步的概念，到底它們是什么，之間有什么區別？
本文將試著根據相關的文檔，用自己的語言來解釋這些問題，希望對你有所啟發。
一 涉及的對象
1） 用戶進程和操作系統內核
Java 中的IO可以理解為是在Java程序和操作系統內核兩個對象之間進行的。
后面所說的阻塞和非阻塞，同步和異步都是這兩個對象相互作用的結果。在本文中，用戶進程指的就是Java程序。
2） 程序空間和內核空間
Waiting for the data to be ready(等待數據到達內核緩沖區)
Copying the data from the kernel to the process(從內核緩沖區拷貝數據到程序緩沖區)
在Linux中，對于一次讀取IO的操作，數據并不會直接拷貝到程序的程序緩沖區。
它首先會被拷貝到操作系統內核的緩沖區中，然后才會從操作系統內核的緩沖區拷貝到應用程序的緩沖區。
程序空間：分配給用戶程序的內存空間。
內核空間：內核擁有的內存空間。
3） 阻塞和非阻塞
阻塞：用戶進程進行系統調用后，用戶進程一直處于鎖定的狀態，不能進行其他操作
非阻塞：用戶進程進行系統調用后，用戶進程沒有被鎖定，可以進行其他操作
阻塞和非阻塞說的是用戶進程的狀態，即用戶進程是否被鎖定
4） 同步和異步
A synchronous I/O operation causes the requesting process to be blocked until that I/O operation completes.
An asynchronous I/O operation does not cause the requesting process to be blocked.
一個同步的io操作會導致發起請求的進程阻塞直到這個io操作完成。一個異步的io操作不會導致請求的線程被阻塞。
同步：用戶線程和io線程做同一件事（用戶線程被阻塞，等待內核返回處理結果）
異步：用戶線程和io線程做不同的事情（用戶線程不被阻塞，做其他的事情，內核處理完成發送結果給用戶線程）
5） 文件描述符
在Linux下面一切皆文件。文件描述符(file descriptor)是內核為文件所創建的索引，所有I/O操作都通過調用文件描述符(索引)來執行，包括下面我們要提到的socket。Linux剛啟動的時候會自動設置0是標準輸入，1是標準輸出，2是標準錯誤。
二 uninx五種IO模型
1） blocking IO(阻塞IO)
調用過程：
用戶進程調用一個recvfrom請求，內核收到這個請求之后沒有立即返回，而是首先等待數據到達。
等數據到達之后，再進行數據拷貝，將數據從內核緩存區拷貝到用戶進程緩存區，拷貝完成后返回給進程ok的消息。
上面整個過程都是阻塞的。
2） nonblocking IO(非阻塞IO)
調用過程：
用戶進程調用一個recvfrom請求，內核收到這個請求之后立即返回數據沒有到達的消息。
用戶進程收到消息后繼續發送recvfrom請求，如果數據仍沒有到達，內核繼續返回沒有到達的消息。
如此循環，直到數據到達內核。然后內核將收到的數據從內核緩存區拷貝到用戶進程緩存區，拷貝完成后返回給進程ok的消息。
上面整個過程都是阻塞的。
3） IO multiplexing(IO復用) (select/poll/epoll)
調用過程：
用戶進程通過調用select或poll或epoll去查詢多個文件描述符的狀態。
如果有一個文件描述符準備好了，內核就返回該文件描述符可讀的消息。
用戶進程調用一個recvfrom請求，內核收到請求后開始拷貝數據，將數據從內核緩存區拷貝到用戶進程緩存區，拷貝完成后返回給進程ok的消息。
上面整個過程都是阻塞的。
- signal driven IO(信號驅動IO)
調用過程：
設置socket為一個信號驅動IO，并且通過sigaction system call安裝一個signal handler。
數據準備好以后，一個SIGIO信號傳送給用戶進程通知數據已經準備好。
然后用戶進程調用一個recvfrom請求，內核收到請求后開始拷貝數據，將數據從內核緩存區拷貝到用戶進程緩存區，拷貝完成后返回給進程ok的消息。
步驟1因為是瞬時完成的，可以認為是非阻塞的。步驟2，3是阻塞的。
- asynchronous IO(異步IO)
調用過程：
用戶進程發送一個aio_read的系統調用，內核立即返回響應。
用戶進程收到響應，可以繼續做自己的事（非阻塞）。
內核等待數據到達，完成數據拷貝后，發送消息給用戶進程。
上面整個過程都是非阻塞的。
三 windowsIO模型
windwos IO模型感覺和linuxIO模型相似，感興趣的同學可以看看這個
ps: 本文的圖和英文引用部分來自參考文檔3.中文引用部分來自文檔1（參考文檔寫的比我好，建議大家多看看 :)）
參考文檔：
