前言
I/O（Input/Output，输入/输出）是计算机系统中的一个重要组成部分，它是指计算机与 外部世界之间的信息交流过程。I/O 操作是计算机系统中的一种基本操作，用于向外部设备（如 硬盘、键盘、鼠标、网络等）读取数据或向外部设备写入数据。
常见的I/O操作方式：
1）同步 I/O（Synchronous I/O）：在进行 I/O 操作时，程序会一直等待操作完成后再 继续执行后面的代码。如果 I/O 操作阻塞，程序会一直等待，直到操作完成或超时。
2）异步 I/O（Asynchronous I/O）：在进行 I/O 操作时，程序会立即返回，而不必等待 操作完成。当操作完成后，操作系统会通知程序。这种方式可以允许程序在等待 I/O 操作完 成的同时执行其他代码。
3）阻塞 I/O（Blocking I/O）：在进行 I/O 操作时，程序会一直等待操作完成后再继续执行后面的代码。如果 I/O 操作阻塞，程序会一直等待，直到操作完成或超时。阻塞 I/O 是 同步 I/O 的一种。
4）非阻塞 I/O（Non-blocking I/O）：在进行 I/O 操作时，程序会立即返回，而不必等待操作完成。如果 I/O 操作无法立即完成，程序也会立即返回，但是会周期性地检查操作是否完成。非阻塞 I/O 是同步 I/O 的一种。
5）I/O 多路复用（I/O Multiplexing）：是一种同时监视多个 I/O 事件的机制，通常使用select、poll、epoll 等系统调用。程序通过这些调用告知操作系统它要监视哪些 I/O 事件，当有 I/O 事件发生时，操作系统通知程序，并返回发生事件的描述符。I/O 多路复用通常是异步 I/O 模型的一部分。
阻塞I/O与非阻塞I/O
阻塞和非阻塞的主要区别在于程序在进行 I/O 操作时是否会被阻塞。在实际应用中，阻塞 I/O 的使用场景较为有限，因为阻塞 I/O 会导致程序性能下降，会造成资源浪费。非阻塞 I/O 则可以较好地解决这个问题，但需要程序周期性地检查 I/O 操作是否完成，增加了编程难度。
接下来通过几个小实验来区分阻塞I/O与非阻塞I/O的区别。
1）阻塞I/O读取鼠标的数据，运行后发现不动鼠标就会一直阻塞直到移动鼠标，这就是阻塞I/O的特点。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(void)
{
char buf[1024];
int fd, ret;
fd = open("/dev/input/event2", O_RDONLY);
if (-1 == fd) {
perror("open error \r\n");
exit(-1);
}
memset(buf, 0, sizeof(buf));
ret = read(fd, buf, sizeof(buf));
if (0 > ret) {
perror("read error \r\n");
close(fd);
exit(-1);
}
printf("读到:%d\r\n", ret);
close(fd);
exit(0);
}2）非阻塞I/O读取鼠标数据，发现运行后立刻结束了程序，并输出了一些错误信息，提示信息为"Resource temporarily unavailable"，意思就是说资源暂时不可用；原因在于调用 read()时，如果鼠标并没有移动或者被按下（没有 发生输入事件），是没有数据可读，故而导致失败返回，这就是非阻塞 I/O。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(void)
{
char buf[1024];
int fd, ret;
fd = open("/dev/input/event2", O_RDONLY | O_NONBLOCK);
if (-1 == fd) {
perror("open error \r\n");
exit(-1);
}
memset(buf, 0, sizeof(buf));
ret = read(fd, buf, sizeof(buf));
if (0 > ret) {
perror("read error \r\n");
close(fd);
exit(-1);
}
printf("读到:%d\r\n", ret);
close(fd);
exit(0);
} 
3）通过非阻塞I/O+轮询读取鼠标数据，可以发现采用非阻塞方式也会停留住，等到移动鼠标才退出程序，这样虽然可行但是会占用很高的CPU使用率。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(void)
{
char buf[1024];
int fd, ret;
fd = open("/dev/input/event2", O_RDONLY | O_NONBLOCK);
if (-1 == fd)
{
perror("open error \r\n");
exit(-1);
}
memset(buf, 0, sizeof(buf));
for (;;)
{
ret = read(fd, buf, sizeof(buf));
if (0 < ret)
{
printf("成功读取<%d>个字节数据\n", ret);
close(fd);
exit(0);
}
}
printf("读到:%d\r\n", ret);
close(fd);
exit(0);
}4）通过对比发现阻塞式 I/O 的优点在于能够提升 CPU 的处理效率，当自身条件不满足时，进入阻塞状态，交出 CPU 资源，将 CPU 资源让给别人使用；而非阻塞式则是抓紧利用 CPU 资源，譬如不断地去轮训，这样就会导致 该程序占用了非常高的 CPU 使用率！
但是阻塞I/O也有缺点，我们都知道使用阻塞I/O会在没获取到鼠标移动数据的时候会阻塞，那么如果我在读取鼠标数据之后还有很多任务呢，那我一直不移动鼠标后面的任务就不用完成了吗，肯定不是。虽然我们可以通过创建多个线程去解决这个问题，但是也可以尝试其他办法，比如使用fcntl函数。
5）使用fcntl函数
