阻塞、非阻塞、同步、异步的概念
为什么要讨论这组概念，它的问题域是什么？
同步与阻塞的处理一般发生在socket-IO操作上，不是说常规操作没有同步与异步的区分，但只有socket-IO操作，这个问题的处理机制和结果差异被最大化了：
- IO：如果没有IO操作，而是CPU密集型操作，那需要用到的是——多线程与多进程技术！异步操作不会有太大帮助——非IO运算的步骤之间耦合度很高，如果前一步的计算没有结果就返回了，往往带给程序的不是效率的提升，而是无尽的麻烦……
实际上，之所以提到同步与异步的处理方式，就是因为IO与CPU的运算速度不对等——在IO操作过程中，如何利用闲置的CPU资源的问题。 - socket：试想，如果你仅仅是read一个本地文件，即便文件的尺寸再大，使用同步的方式还是可以接受的——这个时间再长也一定会有结果，同异步的差异仅仅是效率上的差别罢了；但是问题域放到网络间，这个问题就被放大了，甚至带来功能性的影响：你的线程因为网络原因（如网络中断），不会得到正确的处理，那么这个处理程序将成为僵尸进程。这个是不可接受的！
所以才提出了一组处理机制，用于处理不同的IO模型。
于是乎，问题域就明确了——socket（或者文件IO）的客户端（主动调用方，本机socket）与被调函数（IO执行操作，服务端socket）的处理机制问题：
- 服务端（被调函数内部的实现）决定是否阻塞；
- 同步、异步针对的是本机socket，或者说是客户端编程（但跟服务端不是没有关系）
怎样理解阻塞与同异步的区别？
阻塞与非阻塞：我们在编写函数时，有个“返回值”的概念。函数实现如果在资源条件不满足时先返回（那么返回的一定是个无效数据），则称为“非阻塞”；而如果函数的目标是：必须返回有效数据，那么它就要等待资源全部充分，这个过程导致CPU将线程挂起，称为“阻塞”。
同步与异步：我们在编程写逻辑时，假设有若干个步骤，如果你坚持步骤间一个个的按顺序完成，称为“同步”；反之，你不需要保证前一步完成了才能完成下一步，则称为“异步”。注意：在异步调用时是不能立即得到结果的。
阻塞与非阻塞出现在资源不充分的条件下，否则没有区别。
示例
举个例子：我去书店买书——场景假设了三个步骤：
- 走去书店
- 买书
- 回到家里
那么，去书店自不用说，只要有道路资源就充足了，它不涉及上面的概念；买书就有的谈了——如果书店没开门呢？如果开门了没有要买的这本书呢？……但书店有没有书，买没买成，这是“买书”这件事的子内容（我们等下再说它），跟下面“回家”这个步骤是两件事：
- 如果不管买没买到，我都要在10分钟后（更严格的说，是在书店逛了一圈并采取了某种策略）启动“回家”这个步骤，这称为“异步”；
- 如果没买到我就不执行“回家”这个步骤，这个称为“同步”（所以常说“同步等待”）；
再回来说买书，它依赖的资源（书店开门、有这本书、这本书可以被购买）挺多，简化一下，书店开门了但没有书吧：
- 如果买不到我们就不走，等书店给我们造一本，或现场采购来一本，我们才算完成“买书”这个步骤，那么就是“阻塞”过程；
- 如果我们不管有没有书，买没买到，都会选择转一圈就出门，那就是“非阻塞”过程；至于怎么买——
- 我可以留下钱和地址，让书店回头寄送给我，这个叫“回调”；
- 我可以留下电话，让书店进货了call给我，我再来一趟书店，这个叫“通知”；
- 我没让老板做什么，但我心里记下了，过一天还要再“回来”买一次，这个叫“轮询”；
轮询：同步非阻塞
关于买书的策略，通常称“通知”和“回调”为异步策略，“轮询”被称为同步策略（所谓“同步非阻塞”），为什么呢：
轮询实际上不是没有返回，而是在检测到资源不充分时，返回了Error状态；客户端得到了这一过程的结果（虽然是Error），但这个步骤算是执行完成了，才开始执行下一步骤。这个过程与“到书店买书，买到了，然后出门回家”的过程没有区别。故而这个是“同步”策略。
所以，上面的示例中，我们应该将轮询放在上面“同步”这个层级中，而不是异步的策略之一。
小结
同异步与阻塞可以说是两个维度上的概念：
- 同步与否，在于多个动作步骤，是否逐一执行且每一步都得到了明确的结果；
注意：异步的结果可不是通过返回值哦，可能是回调函数等其他手段…… - 阻塞与否，则是函数实现过程，是否在资源不充分时立即返回。
同步能够保证程序的可靠性，而异步可以提升程序的性能。
同步与异步的实现依赖于函数的实现（是否为阻塞模式），这个在《Unix网络编程卷》中的同异步定义就有说明：
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;
I/O模型
基本 Linux I/O 模型的简单矩阵
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。
不同的操作系统上有不同的IO模型，《Unix网络编程卷》将unix上的IO模型分为5类：blocking I/O、nonblocking I/O、I/O multiplexing（select and poll）、signal driven I/O（SIGIO）以及asynchronous I/O（the POSIX aio_functions）。
在Windows系统上IO模型也是有5种：select、WSAAsyncSelect、WSAEventSelect、Overlapped I/O 事件通知以及IOCP。
同步阻塞 I/O
阻塞发生时，调用应用程序处于一种不再消费 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。
例如：调用recv()/recvfrom（）函数时，发生在内核中等待数据和复制数据的过程。
同步非阻塞 I/O
同步阻塞 I/O 的一种效率稍低的变种是同步非阻塞 I/O。在这种模型中，设备是以非阻塞的形式打开的。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）
异步阻塞 I/O
——这个模型讲的是select方式，而这个方式在Linux中被认定为同步模型，具体见下文多路复用 I/O
另外一个阻塞解决方案是带有阻塞通知的非阻塞 I/O。在这种模型中，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。使 select 调用非常有趣的是它可以用来为多个描述符提供通知，而不仅仅为一个描述符提供通知。对于每个提示符来说，我们可以请求这个描述符可以写数据、有读数据可用以及是否发生错误的通知。
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。
由于 Unix 并没有定义所谓“异步阻塞”模型，而该模型所说的实际上是 I/O复用模型，我们可以认为：并不存在“异步阻塞”——Linux中都异步了，还阻塞个啥？同样的，如果实现异步了，也就不用再强调“非阻塞”了。所谓阻塞/非阻塞，都是针对同步操作而言的。
异步非阻塞 I/O（AIO）
最后，异步非阻塞 I/O 模型是一种处理与 I/O 重叠进行的模型。read 请求会立即返回，说明 read 请求已经成功发起了。在后台完成读操作时，应用程序然后会执行其他处理操作。当 read 的响应到达时，就会产生一个信号或执行一个基于线程的回调函数来完成这次 I/O 处理过程。
对于异步操作，其回调机制可以看成是两个步骤：
- 调用IO操作，并立即返回；
- 调用Kernel对IO操作的结果（真实返回值）的查询（指定回调函数），也就是获得类似同步操作返回值的内容，然后根据返回值执行后续动作（也就是回调函数或信号处理函数的执行操作）；
所以在客户端也可以通过两个函数执行异步操作——一个执行IO调用，另一个指定回调函数（或是指定Signal的处理函数），这与一个函数（携带了回调函数做实参）的方式其实没什么区别。
多路 I/O 就绪通知（I/O复用）
在 read / recv 执行前，先调用 select 或 poll / epoll，多路复用的过程也会使进程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的的，这两个函数可以同时阻塞多个I/O操作。而且可以同时对多个读操作，多个写操作的I/O函数进行检测，直到有数据可读或可写时，才真正调用I/O操作函数。
在 select 与 recv 两个步骤之间的操作是同步进行的，而每个过程也都会阻塞进程，故而多路复用模型属于“同步阻塞模型”的一种特殊实现。
信号驱动式 I/O
我们允许套接口注册信号驱动 I/O，并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。
单独看通知过程，是异步操作，但执行IO的事件必须在通知事件完成后才能进行，所以总体来看，Linux将这个过程认定为同步模型。至于是否阻塞，通知阶段由于是异步过程，无所谓阻塞；而执行IO则是标准的阻塞操作（只是此时IO资源已经准备完成，其实也就无所谓阻塞了）。
但个人观点，信号驱动可以被称为“异步模型”，尽管在模型上，客户端得到通知后，才能处理IO操作，但这实际上与回调机制没什么差别——只是选择由客户端还是被调函数执行了IO调用的区别罢了。
小结
AIO / BIO / NIO ...
关于这几种io的对比，请参考博客《啊诶推送》
网络IO模型《网络IO模型》
关于select与poll的对比介绍《Linux五种IO模型》
思考
实际上，同步与异步是针对应用程序与内核的交互而言的。
同步有阻塞和非阻塞之分，异步没有——它一定是非阻塞的。
阻塞、非阻塞、多路IO复用，都是同步IO，异步必定是非阻塞的，所以不存在异步阻塞和异步非阻塞的说法。真正的异步IO需要CPU的深度参与。
实际上同步与异步是针对应用程序与内核的交互而言的。