ในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์เธรดสีเขียวคือเธรดที่กำหนดเวลาโดยไลบรารีรันไทม์หรือเครื่องเสมือน (VM) แทนที่จะกำหนดโดยระบบปฏิบัติการ พื้นฐาน (OS) เธรดสีเขียวจำลองสภาพแวดล้อมแบบมัลติเธรดโดยไม่ต้องพึ่งพาความสามารถของระบบปฏิบัติการดั้งเดิม และได้รับการจัดการในพื้นที่ผู้ใช้แทนที่จะเป็น พื้นที่ เคอร์เนลทำให้สามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีการสนับสนุนเธรดดั้งเดิมได้^{[ 1 ]}

Green threads หมายถึงชื่อของไลบรารีเธรดดั้งเดิมสำหรับภาษา การเขียนโปรแกรม Java (ซึ่งเปิดตัวในเวอร์ชัน1.1และต่อมา Green threads ก็ถูกยกเลิกในเวอร์ชัน1.3เพื่อใช้ native threads แทน) ได้รับการออกแบบโดยThe Green Teamที่Sun Microsystems ^{[ 2 ]}

ฟังก์ชัน Green threads เคยเปิดให้ใช้งานในภาษา Java ในช่วงสั้นๆ ระหว่างปี 1997 ถึง 2000

เธรดสีเขียวใช้เธรดของระบบปฏิบัติการร่วมกันผ่านการทำงานพร้อมกันแบบร่วมมือ ดังนั้นจึงไม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานแบบขนานได้เหมือนกับเธรดของระบบปฏิบัติการ ข้อดีหลักของโครูทีนและเธรดสีเขียวคือความง่ายในการใช้งาน

บนโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ การใช้งานเธรดแบบเนทีฟสามารถกำหนดงานให้กับโปรเซสเซอร์หลายตัวได้โดยอัตโนมัติ ในขณะที่การใช้งานเธรดสีเขียวโดยปกติไม่สามารถทำได้^{[ 1 ] [ 3 ]}เธรดสีเขียวสามารถเริ่มต้นได้เร็วกว่ามากบน VM บางตัว อย่างไรก็ตาม บนคอมพิวเตอร์แบบโปรเซสเซอร์เดี่ยว รูปแบบที่มีประสิทธิภาพที่สุดยังไม่ได้รับการกำหนดอย่างชัดเจน

การทดสอบประสิทธิภาพบนคอมพิวเตอร์ที่ใช้เคอร์เนล Linuxเวอร์ชัน 2.2 (เผยแพร่ในปี 1999) แสดงให้เห็นว่า: ^{[ 4 ]}

• เธรดสีเขียวมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเธรดพื้นฐานของ Linux อย่างมากในด้านการเปิดใช้งานและการซิงโครไนซ์ เธรด
• เธรดพื้นฐานของ Linux มีประสิทธิภาพดีกว่าเล็กน้อยในด้านการรับส่งข้อมูล (I/O) และการสลับบริบท

เมื่อเธรดสีเขียวดำเนินการเรียกใช้ระบบแบบบล็อก ไม่เพียงแต่เธรดนั้นจะถูกบล็อกเท่านั้น แต่เธรดทั้งหมดภายในกระบวนการก็จะถูกบล็อกด้วย^{[ 5 ]}เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ เธรดสีเขียวต้องใช้I/O แบบไม่บล็อกหรือ การดำเนินการ I/O แบบอะซิงโครนัสแม้ว่าความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นในฝั่งผู้ใช้สามารถลดลงได้หากเครื่องเสมือนที่ใช้เธรดสีเขียวสร้างกระบวนการ I/O เฉพาะ (ซ่อนจากผู้ใช้) สำหรับการดำเนินการ I/O แต่ละครั้ง

นอกจากนี้ยังมีกลไกที่ช่วยให้สามารถใช้เธรดแบบเนทีฟและลดภาระในการเปิดใช้งานและการซิงโครไนซ์เธรดได้อีกด้วย:

• พูลเธรดช่วยลดต้นทุนในการสร้างเธรดใหม่โดยการใช้เธรดจำนวนจำกัดซ้ำ^{[ 6 ]}
• ภาษาที่ใช้เครื่องเสมือนและเธรดดั้งเดิมสามารถใช้การวิเคราะห์การหลีกเลี่ยงเพื่อหลีกเลี่ยงการซิงโครไนซ์บล็อกโค้ดเมื่อไม่จำเป็น^{[ 7 ]}

ในJava 1.1เธรดสีเขียวเป็นโมเดลการทำงานแบบมัลติเธรดเพียงแบบเดียวที่ใช้โดยเครื่องเสมือน Java (JVM) ^{[ 8 ]}อย่างน้อยก็บนSolarisเนื่องจากเธรดสีเขียวมีข้อจำกัดบางประการเมื่อเทียบกับเธรดแบบเนทีฟ เวอร์ชัน Java ต่อมาจึงยกเลิกเธรดสีเขียวและหันมาใช้เธรดแบบเนทีฟแทน^{[ 9 ] [ 10 ]}

ข้อยกเว้นสำหรับเรื่องนี้คือเครื่องเสมือน Squawkซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างระบบปฏิบัติการสำหรับอุปกรณ์พลังงานต่ำและเครื่องเสมือน Java โดยใช้เธรดสีเขียวเพื่อลดการใช้โค้ดเนทีฟ ให้น้อยที่สุด และเพื่อรองรับการย้ายส่วนต่างๆ ของระบบ

Kilim ^{[ 11 ] [ 12 ]}และ Quasar ^{[ 13 ] [ 14 ]} เป็นโครงการโอเพนซอร์สที่ใช้เธรดสีเขียวใน JVM เวอร์ชันหลังๆ โดยการแก้ไขไบต์โค้ด Javaที่สร้างโดยคอมไพเลอร์ Java (Quasar ยังรองรับKotlinและClojure ด้วย )

มีภาษาโปรแกรม อื่นๆ อีกหลายภาษา ที่ใช้กลไกการทำงานที่เทียบเท่ากับ green threads แทนที่จะใช้ threads แบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น:

• ในภาษา C สำหรับระบบ POSIXมีmakecontextฟังก์ชันสำหรับเธรดแบบร่วมมือกันที่มีน้ำหนักเบา แต่ไม่ได้รวมอยู่ในข้อกำหนด POSIX.1-2008 เนื่องจากมีความแตกต่างกันระหว่างระบบต่างๆ
• Chicken Schemeใช้เธรดระดับผู้ใช้ที่มีน้ำหนักเบาโดยอิงจากคอนทินิวเอชันระดับเฟิร์สคลาส^{[ 15 ]}
• ลิสป์สามัญ^{[ 16 ]}
• CPythonรองรับasyncio โดยธรรมชาติ มาตั้งแต่เวอร์ชัน 3.4 มีการใช้งานทางเลือกอื่นๆ เช่นgreenlet , eventletและgevent , PyPy ^{[ 17 ]}
• คริสตัลนำเสนอเส้นใย^{[ 18 ]}
• Dนำเสนอไฟเบอร์ที่ใช้สำหรับ I/O แบบอะซิงโครนัส^{[ 19 ]}
• Dyalog APLเรียกสิ่งเหล่านี้ว่าเธรด^{[ 20 ]}
• เออร์ลัง^{[ 21 ]}
• Goใช้สิ่งที่เรียกว่าgoroutines ^{[ 22 ]}
• ฮัสเคลล์^{[ 22 ]}
• Juliaใช้เธรดสีเขียวสำหรับงานต่างๆ ของ มัน
• ลิมโบ^{[ 23 ]}
• Luaใช้coroutineสำหรับการทำงานแบบขนาน Lua 5.2 ยังมีคุณสมบัติ coroutine semantics แบบ C อย่างแท้จริงผ่านฟังก์ชันlua_yieldk, lua_callk, และ ส่วนขยาย lua_pcallkCoCo ช่วยให้สามารถใช้ coroutine semantics แบบ C อย่างแท้จริงใน Lua 5.1 ได้
• Nimรองรับการรับส่งข้อมูลแบบอะซิงโครนัสและโครูทีน
• OCamlตั้งแต่เวอร์ชัน 5.0 เป็นต้นมา รองรับ green threads ผ่านโมดูลDomainslib.Task
• occamซึ่งนิยมใช้คำว่า " กระบวนการ " แทน คำว่า "เธรด"เนื่องจากมีต้นกำเนิดมาจากการสื่อสารกระบวนการแบบลำดับ
• ภาษา Perlรองรับเธรดสีเขียวผ่านทางโครูทีน
• PHPรองรับเธรดสีเขียวผ่านทางไฟเบอร์และโครูทีน
• แร็กเก็ต (เธรดดั้งเดิมยังมีให้บริการผ่านทาง Places ^{[ 24 ]} )
• รูบี้ก่อนเวอร์ชัน 1.9 ^{[ 25 ]}
• การใช้งาน Concurrent MLของSML/NJ
• Smalltalk (ส่วนใหญ่มีหลายเวอร์ชัน เช่นSqueak , VisualWorks, GNU Smalltalkเป็นต้น)
• Stackless Pythonรองรับการทำงานแบบมัลติทาสกิ้งแบบแย่งชิงหรือการทำงานแบบมัลติทาสกิ้งแบบร่วมมือกันผ่านไมโครเธรด (เรียกว่าtasklets ) ^{[ 26 ]}
• Tclมีcoroutinesและ event loop ^{[ 27 ]}

เครื่อง เสมือน Erlangมีสิ่งที่อาจเรียกว่ากระบวนการสีเขียว – ซึ่งคล้ายกับกระบวนการของระบบปฏิบัติการ (พวกมันไม่แชร์สถานะเหมือนเธรด) แต่ถูกนำไปใช้ภายในระบบรันไทม์ของ Erlang (erts) บางครั้งเรียกสิ่งเหล่านี้ว่าเธรดสีเขียวแต่มีความแตกต่างอย่างมากจากเธรดสีเขียวมาตรฐาน

ในกรณีของ GHC Haskell การสลับบริบทจะเกิดขึ้นเมื่อมีการจัดสรรครั้งแรกหลังจากหมดเวลาที่สามารถกำหนดค่าได้ เธรด GHC ยังอาจทำงานบนเธรดระบบปฏิบัติการหนึ่งเธรดหรือมากกว่านั้นในช่วงอายุการใช้งาน (มีความสัมพันธ์แบบหลายต่อหลายระหว่างเธรด GHC และเธรดระบบปฏิบัติการ) ซึ่งช่วยให้เกิดการทำงานแบบขนานบน เครื่อง มัลติโปรเซสซิ่งแบบสมมาตรในขณะที่ไม่สร้างเธรดระบบปฏิบัติการที่มีค่าใช้จ่ายสูงเกินความจำเป็นในการทำงานบนจำนวนคอร์ที่มีอยู่

เครื่องเสมือน Smalltalk ส่วนใหญ่จะไม่นับขั้นตอนการประเมินผล อย่างไรก็ตาม เครื่องเสมือนยังคงสามารถแย่งการทำงานของเธรดที่กำลังทำงานอยู่ได้จากสัญญาณภายนอก (เช่น ตัวจับเวลาหมดเวลา หรือ I/O พร้อมใช้งาน) โดยปกติ จะใช้การจัดตารางเวลา แบบวนรอบ (round-robin scheduling ) เพื่อให้กระบวนการที่มีลำดับความสำคัญสูงซึ่งตื่นขึ้นมาเป็นประจำสามารถใช้การแย่งการทำงานแบบแบ่งเวลาได้ อย่างมีประสิทธิภาพ

[ [( หน่วง เวลา 50 มิลลิวินาที ) รอ ] ทำซ้ำ ] fork ที่: โปรเซสเซอร์ที่มีลำดับความสำคัญ I/O สูง

การใช้งานแบบอื่น เช่น QKS Smalltalk จะใช้ระบบแบ่งเวลาการทำงานเสมอ และแตกต่างจากระบบ green thread ส่วนใหญ่ QKS ยังรองรับการป้องกันการสลับลำดับความสำคัญอีก ด้วย

เธรดเสมือนได้รับการแนะนำเป็นฟีเจอร์ทดลองใน Java 19 ^{[ 28 ]}และเสถียรใน Java 21 ^{[ 29 ]}ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเธรดเสมือนและเธรดสีเขียวมีดังนี้:

• เธรดเสมือนสามารถทำงานร่วมกับเธรดแพลตฟอร์มที่มีอยู่แล้ว (ที่ไม่ใช่เสมือน) และพูลเธรดได้
• เธรดเสมือนช่วยปกป้องความเป็นนามธรรมของมัน:
  • ต่างจากเธรดสีเขียว การพักการทำงานบนเธรดเสมือนจะไม่บล็อกเธรดหลักที่อยู่เบื้องหลัง
  • การทำงานกับตัวแปรเฉพาะเธรดได้รับการลดความสำคัญลง และแนะนำให้ใช้ค่าขอบเขตแทนซึ่งมีน้ำหนักเบากว่า^{[ 30 ]}
• เธรดเสมือนสามารถระงับและเรียกกลับได้อย่างประหยัด โดยใช้ประโยชน์จากการสนับสนุนของ JVM สำหรับjdk.internal.vm.Continuationคลาส พิเศษนี้
• เธรดเสมือนจะจัดการกับการเรียกที่ทำให้เกิดการบล็อกโดยการยกเลิกการเชื่อมต่อจากเธรดหลักอย่างโปร่งใสหากเป็นไปได้ มิเช่นนั้นจะชดเชยด้วยการเพิ่มจำนวนเธรดของแพลตฟอร์ม

• อะซิงโครนัส/อะไวต์
• กระบวนการน้ำหนักเบา
• โครูทีน
• เครื่องเสมือน Java
• การล็อกตัวแปลภาษาทั่วโลก
• ไฟเบอร์ (วิทยาการคอมพิวเตอร์)
• GNU Portable Threads
• โปรโตเธรด

• " สี่สิ่งที่น่าจดจำ " บทความ จาก JavaWorldเกี่ยวกับ Green threads
• คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเธรดสีเขียวในเธรด Java