套接字的IO操作，如recvfrom，分为两个阶段：

（1）等待内核中的接收缓冲区中有数据可读。

（2）将接收缓冲区中的数据复制进应用缓冲区。

1，阻塞式IO

文件描述符open时，如果没有指定flags为O_NONBLOCK，或者open后，没有使用fcntl设置O_NONBLOCK，默认文件描述符为阻塞模式。

阻塞式IO在等待接收缓冲区数据到来时，会阻塞；

数据到来，进行数据复制时，也会阻塞。

2，非阻塞式IO

如上所述，可以通过open或者fcntl设置文件描述符为非阻塞模式。

非阻塞式IO，当内核缓冲区没有数据时，不会阻塞，会立即返回一个错误——EAGAIN或者EWOULDBLOCK。EAGAIN表示需要再次调用recvfrom，以判断数据是否准备好，这也是非阻塞式IO的用法，不断的调用recvfrom，以判断是否可以读。EWOULDBLOCK是虚拟语气，表示“本应该阻塞”，其实没有阻塞。由于并不确定返回EAGAIN还是EWOULDBLOCK，因此需要对这两个值都进行判断。

从接收缓冲区向应用缓冲区复制数据阶段，调用进程阻塞。

3，IO复用

在阻塞式IO中，如果接收缓冲区没有数据，调用进程阻塞于recvfrom操作。使用select或者poll，可以在此情况下使进程阻塞于select或者poll操作（因此要把文件描述符设置为非阻塞式），而且可以同时检测多个文件描述符是否可读，即检测这些描述符对应的内核中的接收缓冲区是否有数据。

从接收缓冲区向应用缓冲区复制数据阶段，调用进程阻塞。

4，信号驱动式IO

信号驱动式IO与上述三个IO模型相比，即不像阻塞式IO那样阻塞于recvfrom操作，也不像非阻塞式IO那样需要多次调用甚至轮询recvfrom才能得知是否有数据，也不像IO复用那样阻塞于select或者poll，而是当内核接收缓冲区有数据时向调用进程发送一个信号。

从接收缓冲区向应用缓冲区复制数据阶段，调用进程阻塞。

5，异步IO

上述4种IO模型，其不同点在于当接收缓冲区没有数据时，如何判断数据已经到来：阻塞式IO中recvfrom会阻塞直到接收缓冲区有数据；非阻塞式IO通过轮询recvfrom以判断接收缓冲区是否有数据；IO复用中使用select或者poll以判断接收缓冲区是否有数据；信号驱动IO通过信号通知接收缓冲区是否有数据。

其相同点在于，IO操作的第二个阶段，即从内核接收缓冲区向应用缓冲区复制数据时，调用recvfrom的进程会阻塞。

可见，上述4种IO模型都会使进程阻塞，直到IO操作的两个阶段都完成才能执行其他操作，因此称为同步IO。

异步IO模型中，IO操作的两个阶段都不阻塞，因此称为异步IO。

阻塞IO
这是我们熟悉的IO模型，一个进程在作IO操作时，非要等到数据从内核空间拷贝到用户进程空间，才会返回。这个模型的优点就是简单，而且在阻塞的时候，CPU还可以进行调度，去执行别的进程。
非阻塞IO
一开始我看是非阻塞IO，觉得应该要比阻塞IO模型先进，可是当我一看使用方法的时候，就知道这个模型是不会被实际使用的，仅仅只能作为理论上存在的IO模型。这个模型的观点是：进行IO操作的时候，不阻塞，如果没有数据准备好，就直接返回错误码（或者是别的代码）。因此，使用者就只能不断进行轮询来调用IO函数。这样的后果就是，不仅在宏观上形成了与阻塞IO一共的“阻塞”效果，而且在微观上，CPU一直被用来轮询，造成了CPU的浪费。所以，这个模型还不如阻塞IO模型实用。
IO复用
对于IO复用，我的理解有三点：
在一次系统调用中，实现了询问多个描述符的IO准备情况 —— 根据事件通知
为了实现第一点，就需要把阻塞的地方进行转移。把一次系统调用，分为两次系统调用。第一次系统调用可以询问多个描述符的IO准备情况，在这个地方进行阻塞；而第二次系统调用，是针对已经准备好IO的描述符进行调用，此时，理论上（按照我的理解），也是会发生阻塞的，只不过是此时内核已经把数据准备好了，阻塞的时间可以忽略不计罢了。
本质上，还是阻塞的。
信号IO
我们都知道，信号是UNIX提供了进程间进行通信的一种方式。我们常用的 kill -9 命令（kill是向进程传递信号量，9只是众多信号中的一个代号），或者是 Ctrl + C 的时候，就是向某个进程发出终止的信号，这样进程就退出了。
而对于信号IO的模型，我是这么理解的：进程在发起IO操作，系统调用之后，直接访问，内核会在IO数据准备好之后，以某个信号通知发起IO操作的进程，从而使得该进程的信号处理函数可以读取IO数据的操作。
本质上，这也是阻塞的IO模型，因为在信号处理函数中，同样也是要进行阻塞的，只是在在这个时候发起系统系统，内核已经把数据准备好了。
异步IO
这是真正的异步IO了。实现的机制是：用户在发起异步IO的系统调用时，会把相应的数据处理函数作为回调函数，等到IO数据准备好，内核会主动调用此回调函数。可以看出，用户进程在这种模型下，只调用了一次系统调用，而且是立即返回的，因此，就不会出现让进程阻塞的情况，也就符合了POSIX中异步IO的定义。
其实我理解起来，思路是和信号IO差不多的，唯一不同的地方，对于IO数据的操作，异步IO是由内核主动发起的，而信号IO是由用户进程发起的。

进程切换
为了控制进程的执行，内核必须有能力挂起正在CPU上运行的进程，并恢复以前挂起的某个进程的执行。这种行为被称为进程切换。因此可以说，任何进程都是在操作系统内核的支持下运行的，是与内核紧密相关的。

从一个进程的运行转到另一个进程上运行，这个过程中经过下面这些变化：

1. 保存处理机上下文，包括程序计数器和其他寄存器。


2. 更新PCB信息。


3. 把进程的PCB移入相应的队列，如就绪、在某事件阻塞等队列。


4. 选择另一个进程执行，并更新其PCB。


5. 更新内存管理的数据结构。


6. 恢复处理机上下文。