IO多路複用
什麼是IO多路複用？就是異步阻塞IO。目的在於提升系統效率。
服務器端編程經常需要構造高性能的IO模型，常見的IO模型有四種：
（1）同步阻塞IO（Blocking IO）：即傳統的IO模型。
（2）同步非阻塞IO（Non-blocking IO）：默認創建的socket都是阻塞的，非阻塞IO要求socket被設置爲NONBLOCK。
（3）IO多路複用（IO Multiplexing）：即經典的Reactor設計模式，有時也稱爲異步阻塞IO，Java中的Selector和Linux中的epoll都是這種模型。
（4）異步IO（Asynchronous IO）：即經典的Proactor設計模式，也稱爲異步非阻塞IO。
一、同步和異步
同步和異步的概念描述的是用戶線程與內核的交互方式：
同步是指用戶線程發起IO請求後需要等待或者輪詢內核IO操作完成後才能繼續執行；
而異步是指用戶線程發起IO請求後仍繼續執行，當內核IO操作完成後會通知用戶線程，或者調用用戶線程註冊的回調函數。
二、阻塞和非阻塞
阻塞和非阻塞的概念描述的是用戶線程調用內核IO操作的方式：
阻塞是指IO操作需要徹底完成後才返回到用戶空間；
而非阻塞是指IO操作被調用後立即返回給用戶一個狀態值，無需等到IO操作徹底完成。
看圖比較容易明白。
三、同步阻塞IO
用戶需要等待read將socket中的數據讀取到buffer後，才繼續處理接收的數據。整個IO請求的過程中，用戶線程是被阻塞的，這導致用戶在發起IO請求時，不能做任何事情，對CPU的資源利用率不夠。
四、同步非阻塞IO
用戶線程發起IO請求後，立即返回；但需要不斷地調用read，嘗試讀取socket中的數據，直到讀取成功後，才繼續處理接收的數據。
雖然用戶線程每次發起IO請求後可以立即返回，但是爲了等到數據，仍需要不斷地輪詢、重複請求，消耗了大量的CPU的資源。一般很少直接使用這種模型，而是在其他IO模型中使用非阻塞IO這一特性。
五、異步阻塞IO（IO多路複用）
異步阻塞模型使用內核提供的select函數（多路分離函數），避免同步非阻塞模型中輪詢等待的問題。
表面上看，異步阻塞模型和同步阻塞模型沒有太大的區別，甚至還多了添加監視socket，以及調用select函數的額外操作，效率更差。但是，它最大的優勢是可以在一個線程內同時處理多個IO請求：用戶可以註冊多個socket，然後不斷地調用select讀取被激活的socket，即可達到在同一個線程內同時處理多個IO請求的目的，所以又叫IO多路複用模型。
雖然上述方式允許單線程內處理多個IO請求，但是每個IO請求的過程還是阻塞的（在select函數上阻塞），平均時間甚至比同步阻塞IO模型還要長。如果用戶線程只註冊自己感興趣的socket或者IO請求，然後去做自己的事情，等到數據到來時再進行處理，則可以提高CPU的利用率。以下是改良版：
六、異步非阻塞IO（異步IO）
「真正」的異步IO需要操作系統更強的支持。在IO多路複用模型中，用戶線程收到通知後，自行讀取數據、處理數據。而在異步IO模型中，則由內核讀取數據，並放在緩衝區，用戶線程收到通知後，直接使用即可。
七、異步阻塞IO爲什麼叫IO多路複用
原因上面已經說了，IO多路複用其實就是異步阻塞IO，就是一個線程，可以同時處理多個IO請求（反過來不成立，一個IO請求只能對應一個線程）。
其實「I/O多路複用」這個說法之所以難以理解，可能是翻譯比較坑爹。所謂的I/O多路複用在英文中其實叫 I/O multiplexing。這裏面的 multiplexing 指的是通過跟蹤每一個Socket的狀態來同時管理多個I/O流。其目的，在於儘量多的提高服務器的吞吐能力。
八、同步異步、阻塞非阻塞爲什麼和多線程、IO聯繫在一起？
線程爲什麼會和IO扯在一起？
一個線程的執行，通常需要 3 個資源，即CPU，內存和I/O。CPU負責運行，內存負責存放即時數據，I/O負責和磁盤、數據庫、網絡等做數據交換。
I/O，即輸入/輸出。Java中，常見的I/O，有文件流，數據庫連接，網絡連接等。
I/O的特點是每個連接單位時間內只能爲一個線程服務，它不像CPU，即使是單核CPU，也可以通過時間切片的方式，執行多線程，多核CPU就更不用說了。IO只能爲單一線程服務。還有一個特點是，當一個線程在使用I/O時，一般耗時相對較長，且在這個時間段內，線程不進行計算或讀寫內存，換言之，線程在使用I/O時，一般不會使用CPU或內存。這個特點很重要，這其實是多線程的重要意義之一。在一個線程使用I/O時，將CPU使用權轉移給其它線程，可以更加充分的利用系統資源。
參考文章：
IO多路複用機制詳解