文件的读写方式有很多，对于文件 I/O 的分类也有很多，常见的分类：
- 缓冲和非缓冲 I/O
- 直接和非直接 I/O
- 阻塞和非阻塞 I/O
- 同步和异步 I/O
缓冲和非缓冲 I/O
文件操作的标准库是可以实现数据的缓冲的，根据「是否利用标准库缓冲」，可以把文件 I/O 分为缓冲 I/O 和非缓冲 I/O：
- 缓冲 I/O：利用标准库的缓冲实现文件的加速访问，标准库再通过 syscall 访问文件；
- 非缓冲 I/O：直接通过 syscall 访问文件，不经过标准库缓冲。
「缓冲」指的是标准库内部实现的缓冲，比如 C 语言
printf()函数的缓冲区。
直接和非直接 I/O
Linux 内核为了减少磁盘 I/O 次数，会在 syscall 调用后，将用户数据拷贝到 PageCache 中缓存起来，交由 OS 来决定刷盘的时机。
根据「是否利用操作系统的缓存」，可以把文件 I/O 分为直接 I/O 和非直接 I/O：
- 直接 I/O：不发生内核缓存和用户程序之间的数据复制，直接经过文件系统访问磁盘；
- 非直接 I/O：读操作时，数据从内核缓存拷贝给用户程序；写操作时，数据从用户程序拷贝到内核缓存，再由内核决定缓存数据刷盘的时机。
非直接 I/O 的缓存数据刷盘时机
1）在调用 write 时，如果发现内核缓存的数据太多时，内核会把数据写到磁盘上；
2）用户主动调用 sync，内核缓存会刷盘；
3）当内存十分紧张，无法再分配页面时，内核缓存刷盘；
4）内核缓存数据的缓存时间超过某个时间时，也会把数据刷盘。
阻塞和非阻塞 I/O VS 同步和异步 I/O
同步 / 异步、阻塞 / 非阻塞之间有什么区别呢？先给出解释：
- 同步 / 异步更关注消息通信机制，即调用方以什么方式获取到结果，是直接返回还是通过回调通知；
- 阻塞 / 非阻塞更关注线程在等待调用结果时的状态，阻塞会一直占用线程资源，非阻塞发起调用后可以立即返回，线程可以被释放出来做其他的工作。
阻塞 / 非阻塞
阻塞 I/O：当用户程序执行 read 系统调用时，线程会被阻塞，一直等到内核数据准备好，并把数据从内核缓冲区拷贝到应用程序的缓冲区中，当拷贝过程完成，read 才会返回。
也就是说，阻塞等待的是「内核数据准备完成」和「数据从内核态拷贝到用户态」两个过程。
非阻塞 I/O：非阻塞的 read 请求在数据未准备好的情况下立即返回，可以继续执行，此时应用程序不断轮询内核，直到数据准备好，内核将数据拷贝到应用程序缓冲区，read 调用才可以获取到结果。
注意：上图中的最后一次 read 调用获取数据的是一个同步的过程，需要等待。
但是这种不断轮询内核效率也不高，于是乎就出现了I/O 多路复用技术，如 `select, poll, epoll，它是通过 I/O 事件分发，当内核数据准备好时，再以事件通知应用程序进行操作。这个做法大大改善了 CPU 的利用率，因为当调用了 I/O 多路复用接口，如果没有事件发生，那么当前线程就会发生阻塞，这时 CPU 会切换其他线程执行任务，等内核发现有事件到来的时候，会唤醒阻塞在 I/O 多路复用接口的线程，然后用户可以进行后续的事件处理。
I/O 多路复用的最大优势在于用户可以在一个线程内同时处理多个 socket 的 I/O 请求。在同步阻塞模型中，必须通过多线程的方式才能达到这个目的。
同步 / 异步
实际上，阻塞 I/O、非阻塞 I/O、基于非阻塞 I/O 的多路复用都是同步调用，因为它们在 read 调用时，内核将数据从内核空间拷贝到应用程序空间这个过程是需要等待的，也就是说这个过程是同步的。
异步 I/O是「内核数据准备好」和「数据从内核拷贝到应用程序」两个过程都不需要等待。
Java I/O 模型
BIO
同 「阻塞 I/O」
NIO
「Java 中的 NIO 模型」
Java NIO Buffer 详解：
AIO
同 「异步 I/O」