Čo sú zelené vlákna (green threads)?

Zelené vlákna sú vlákna riadené na úrovni používateľského priestoru, nie operačného systému. Priamo sa nezobrazujú na vlákna OS. Plánovanie a prepínanie kontextu medzi zelenými vláknami vykonáva runtime prostredie jazyka alebo špeciálna knižnica.

Hlavné charakteristiky:

• Riadenie: Plne vykonávané runtime prostredím.
• Zdroje: Vyžadujú menej systémových zdrojov (pamäť a CPU čas) v porovnaní s nativnými vláknami OS pre tvorbu a prepínanie.
• Plánovanie: Kooperatívne (nepretržitý multitasking). Vlákno musí výslovne odovzdať riadenie, aby mohlo byť vykonávané iné zelené vlákno.
• Paralelizmus: Kvôli nepredvídateľnému plánovaniu a riadeniu v používateľskom priestore zelené vlákna explicitne nepodporujú paralelné vykonávanie na viacjadrových procesoroch bez ďalších mechanizmov (napríklad použitie viacerých procesov, každý so svojimi zelenými vláknami).

V Ruby, najmä v starších verziách (pred 1.9) a s MRI (Matz's Ruby Interpreter), sa používali zelené vlákna. To viedlo k problémom s výkonom na viacjadrových systémoch, pretože len jedno zelené vlákno mohlo byť vykonávané v akomkoľvek momente, blokované Global Interpreter Lock (GIL). V novších verziách MRI a alternatívnych implementáciách (JRuby, Rubinius) sa používajú nativné vlákna OS.

# Príklad použitia vlákien v Ruby (v závislosti od verzie a implementácie, môžu to byť zelené alebo nativné)
t1 = Thread.new do
  puts "Vlákno 1 začalo"
  sleep(1)
  puts "Vlákno 1 skončilo"
end

t2 = Thread.new do
  puts "Vlákno 2 začalo"
  sleep(1)
  puts "Vlákno 2 skončilo"
end

t1.join # Čaká na dokončenie vlákna t1
t2.join # Čaká na dokončenie vlákna t2

puts "Všetky vlákna skončili"

Porovnanie zelených a nativných vlákien:

Charakteristika	Zelené vlákna	Nativné vlákna OS
Riadenie	Používateľský priestor	Jadro OS
Vytváranie/Přepínanie	Lacnejšie	Drahšie
Plánovanie	Kooperatívne (nepretržité)	Predvídateľné
Paralelizmus	Obmedzený (jeden CPU) bez mechanizmov	Plný (viac CPU)
Blokujúce volania	Blokujú celý interpretér/proces	Blokujú iba aktuálne nativné vlákno

V súčasnom Ruby (od 1.9 a vyššie MRI) sú štandardné vlákna Thread nativnými vláknami OS. Zelené vlákna, ako hlavný model paralelizmu, sú teraz zriedkavé v MRI, ale môžu sa vyskytovať v špecifických knižniciach alebo alternatívnych runtime prostrediach.