根据计算机系统的工作原理，我们知道了总体思路为：从CPU到内存，再到磁盘的过程。内存分为：内核空间和用户空间。相应的CPU也分为内核模式和用户模式。那一个用户级的计算机应用，又如何的详细工作过程呢？以下以WEB读文件为例：
Round1:
内核模式到用户模式的转换：
对于一次IO访问（这回以read举例），数据会先被拷贝到操作系统内核的缓冲区中，然后才会从操作系统内核的缓冲区拷贝到应用程序的缓冲区，最后交给进程。所以说，当一个read操作发生时，它会经历两个阶段：
1. 等待数据准备 (Waiting for the data to be ready)
2. 将数据从内核拷贝到进程中 (Copying the data from the kernel to the process)。
问题：
以上两个阶段，用户空间一直处理阻塞状态，即等待完成。通过一个进程无法快速响应结束，再接受另一个WEB请求。
解决方案：
采用prefork模型（apache）,即多进程模式。
1.控制权限的httpd进程，监听80端口；
2.主进程（httpd）管理服务子进程的调度，派生和销毁,响应用户的请求。
Round2:
问题：
多进程运作，当进程过多的时候，进程间切换会越发频繁。但进程间切换开销又过大。
解决方案：
1.worker模式（apache），即多进程多线程模式。
优点：a.线程切换是轻量级的，线程间可以共享很多资源，比如内存；
b.单线程崩溃，会造成父进程崩溃；线程过多，进行切换，会造成线程抖动。所以采用了多进程，而不是完全依赖多线程。
2.单进程绑定CPU解决，直接杜绝了进程切换。nginx支持。
Round3:
问题：由于两次数据复制过程，进程都处于阻塞状态，浪费了进程数和相关资源。
解决方案： IO优化。
linux系统产生了下面五种网络模式的方案：
-- 阻塞 I/O（blocking IO）
-- 非阻塞 I/O（nonblocking IO）
-- I/O 多路复用（ IO multiplexing）
-- 信号驱动 I/O（ signal driven IO）
-- 异步 I/O（asynchronous IO）
阻塞I/O模式：内核准备数据和数据从内核拷贝到进程内存地址，这两个过程应用进程都是阻塞的；
非阻塞I/O模式：内核准备数据阶段不阻塞，但是进程需要周期询问内核数据是否准备好；然后再从内核拷贝到进程内存地址阶段是阻塞的；
I/O多路复用：两个过程都是阻塞的，但是使用了select算法，一个进程或者线程可以同时处理多个I/O请求；poll算法也支持。
信号驱动I/O：同非阻塞I/O模式，但是不用进程轮询，而是事件驱动，在内核数据准备好之后，向进程通知，epoll算法支持。
异步I/O：两个过程都不阻塞，告知内核需要取的数据之后，内核负责准备数据，并拷贝到用户空间，再通知进程。而不是非阻塞里面的，进程来询问内核。
备注：
a.apahce除了prefork、worker模式，还有就是event模式。event模式，即信号驱动I/O模式。另外还优化了长连接。
基于长连接，长期keep-alive在线，浪费线程，因此专门设定一个管理进程来管理这些长连接，在特定条件下，可以回收线程资源，而不会出现空闲线程。
b.nginx采用了异步I/O模式，有效解决了C10K问题。将系统性能提升了三倍以上。
另外nginx还使用了虚拟内存的机制，调用了mmap函数，即做了内存映射。并不将磁盘的文件复制到内存中，而是直接映射到内存中。只需要一次复制突出，而不需要两次。