UNIX下可用的I/O模型：

• 阻塞式I/O；
• 非阻塞式I/O；
• I/O複用（select，poll，epoll…）；
• 訊號驅動式I/O（SIGIO）；
• 非同步I/O（POSIX的aio_系列函式）；

阻塞式I/O模型：預設情況下，所有套接字都是阻塞的。

一個輸入操作通常包括兩個不同階段：（1）等待資料準備好；（2）從核心向程序複製資料。

對於一個套接字上的輸入操作，第一步通常涉及等待資料從網路中到達。當所有等待分組到達時，它被複制到核心中的某個緩衝區。第二步就是把資料從核心緩衝區複製到應用程式緩衝區。
我們以阻塞套接字的recvfrom的呼叫圖來說明阻塞

標紅的這部分過程就是阻塞，直到阻塞結束recvfrom才能返回。

非阻塞式I/O

以下這句話很重要：程序把一個套接字設定成非阻塞是在通知核心，當所請求的I/O操作非得把本程序投入睡眠才能完成時，不要把程序投入睡眠，而是返回一個錯誤。

看看非阻塞的套接字的recvfrom操作如何進行

可以看出recvfrom總是立即返回

I/O多路複用：

雖然I/O多路複用的函式也是阻塞的，但是其與以上兩種還是有不同的，I/O多路複用是阻塞在select，epoll這樣的系統呼叫之上，而沒有阻塞在真正的I/O系統呼叫如recvfrom之上。
如圖

訊號驅動式I/O

用的很少，就不做講解了。直接上圖

非同步I/O

這類函式的工作機制是告知核心啟動某個操作，並讓核心在整個操作（包括將資料從核心拷貝到使用者空間）完成後通知我們。如圖

注意紅線標記處說明在呼叫時就可以立馬返回，等函式操作完成會通知我們。

前四種I/O模型都是同步I/O操作，他們的區別在於第一階段，而他們的第二階段是一樣的：在資料從核心複製到應用緩衝區期間（使用者空間），程序阻塞於recvfrom呼叫。
相反，非同步I/O模型在這兩個階段都要處理。

POSIX對這兩個術語的定義：
同步I/O操作：導致請求程序阻塞，直到I/O操作完成；
非同步I/O操作：不導致請求程序阻塞。

小結

阻塞，非阻塞： 程序/執行緒要訪問的資料是否就緒，程序/執行緒是否需要等待；

同步，非同步： 訪問資料的方式，同步需要主動讀寫資料，在讀寫資料的過程中還是會阻塞；非同步只需要I/O操作完成的通知，並不主動讀寫資料，由作業系統核心完成資料的讀寫。

理解（知乎）

“阻塞”與"非阻塞"與"同步"與“非同步"不能簡單的從字面理解，提供一個從分散式系統角度的回答。

1.同步與非同步同步和非同步關注的是訊息通訊機制 (synchronous communication/ asynchronous communication)所謂同步，就是在發出一個呼叫時，在沒有得到結果之前，該呼叫就不返回。但是一旦呼叫返回，就得到返回值了。換句話說，就是由呼叫者主動等待這個呼叫的結果。
而非同步則是相反，呼叫在發出之後，這個呼叫就直接返回了，所以沒有返回結果。換句話說，當一個非同步過程呼叫發出後，呼叫者不會立刻得到結果。而是在呼叫發出後，被呼叫者通過狀態、通知來通知呼叫者，或通過回撥函式處理這個呼叫。

舉個通俗的例子：你打電話問書店老闆有沒有《分散式系統》這本書，如果是同步通訊機制，書店老闆會說，你稍等，”我查一下"，然後開始查啊查，等查好了（可能是5秒，也可能是一天）告訴你結果（返回結果）。而非同步通訊機制，書店老闆直接告訴你我查一下啊，查好了打電話給你，然後直接掛電話了（不返回結果）。然後查好了，他會主動打電話給你。在這裡老闆通過“回電”這種方式來回調。

2.阻塞與非阻塞阻塞和非阻塞關注的是程式在等待呼叫結果（訊息，返回值）時的狀態.
阻塞呼叫是指呼叫結果返回之前，當前執行緒會被掛起。呼叫執行緒只有在得到結果之後才會返回。
非阻塞呼叫指在不能立刻得到結果之前，該呼叫不會阻塞當前執行緒。

還是上面的例子，你打電話問書店老闆有沒有《分散式系統》這本書，你如果是阻塞式呼叫，你會一直把自己“掛起”，直到得到這本書有沒有的結果，如果是非阻塞式呼叫，你不管老闆有沒有告訴你，你自己先一邊去玩了， 當然你也要偶爾過幾分鐘check一下老闆有沒有返回結果。在這裡阻塞與非阻塞與是否同步非同步無關。跟老闆通過什麼方式回答你結果無關。