Какво са зелените нишки (green threads)?

Зелените потоци са потоци, управлявани на ниво потребителско пространство, а не на операционната система. Те не се показват директно на потоковете на ОС. Планирането и превключването на контекста между зелените потоци се извършва от runtime средата на езика или специална библиотека.

Основни характеристики:

• Управление: Изцяло се извършва от runtime средата.
• Ресурси: Изискват по-малко системни ресурси (памет и CPU време) в сравнение с нативните потоци на ОС за създаване и превключване.
• Планиране: Кооперативно (непрекъсващо мултитаскинг). Потокът трябва явно да предаде управлението, за да може друг зелен поток да се изпълнява.
• Паралелизъм: Поради непредсказуемото планиране и управление в потребителското пространство, зелените потоци изрично не поддържат паралелно изпълнение на многоядрени процесори без допълнителни механизми (например използване на няколко процеса, всеки със свои зелени потоци).

В Ruby, особено в по-старите версии (преди 1.9) и с MRI (Matz's Ruby Interpreter), се използваха зелени потоци. Това водеше до проблеми с производителността на многоядрени системи, тъй като само един зелен поток можеше да се изпълнява в даден момент, блокиран от Global Interpreter Lock (GIL). В по-новите версии на MRI и алтернативни реализации (JRuby, Rubinius) се използват нативни потоци на ОС.

# Пример за използване на потоци в Ruby (в зависимост от версията и реализацията, това може да са зелени или нативни)
t1 = Thread.new do
  puts "Поток 1 започна"
  sleep(1)
  puts "Поток 1 завърши"
end

t2 = Thread.new do
  puts "Поток 2 започна"
  sleep(1)
  puts "Поток 2 завърши"
end

t1.join # Изчаква завършването на поток t1
t2.join # Изчаква завършването на поток t2

puts "Всички потоци завършиха"

Сравнение между зелени и нативни потоци:

Характеристика	Зелени потоци	Нативни потоци на ОС
Управление	Потребителско пространство	Ядро на ОС
Създаване/Преход	По-евтино	По-скъпо
Планиране	Кооперативно (непрекъсващо)	Предсказуемо
Паралелизъм	Ограничен (един CPU) без механизми	Пълен (много CPU)
Блокиращи извиквания	Блокират цял интерпретатор/процес	Блокират само текущия нативен поток

В съвременния Ruby (от 1.9 нагоре MRI), стандартните потоци Thread са нативни потоци на ОС. Зелените потоци, като основен модел на паралелизъм, сега са редки в MRI, но могат да се срещнат в специфични библиотеки или алтернативни runtime среди.