綠色線程

在電腦程式設計中，綠色線程是一種由執行環境或虛擬機器排程，而不是由本地底層作業系統排程的線程。綠色線程並不依賴於底層的作業系統提供的支援，而是通過模擬來實現執行多線程，這種線程的排程發生在用戶空間而不是內核空間，所以它們可以在沒有原生線程支援的環境中工作。

詞源

綠色線程的名稱來源於最初的Java線程庫。這是因為甲骨文公司的「綠色團隊」最初設計了Java 的線程庫。

效能

在多核處理器上，原生線程可以自動將工作分配給多個處理器，而綠色線程做不到這一點。在某些虛擬機器中，綠色線程可以啟動得更快。然而，在單處理器電腦上，最有效的工作方式依舊沒有定論。在一台執行着（執行時間很長的）Linux 2.2 內核的電腦上的測試表明：

• 綠色線程的效能線上程啟用和同步上明顯好於原生線程。
• Linux原生線程的效能在 I/O 操作和上下文交換 (Context Switch) 上略好於綠色線程。

當一個綠色線程執行一個阻塞的系統呼叫，不僅是當前的線程被阻塞，而是當前行程中的所有線程都會被阻塞。如果虛擬機器在實現綠色線程時，為每個 I/O 操作分配特定的 I/O行程（這些行程對用戶透明）可以減少用戶編程時的負責度，但是為了避免阻塞問題，綠色線程必須使用非同步I/O操作。

對應的，在使用原生線程時，也有方法可以減少線程啟用和同步的開銷：

• 使用線程池可以通過重用有限數量的線程，來降低重新生成新線程的成本。
• 使用虛擬機器和原生線程的語言可以使用Escape analysis，來避免在不需要的情況下同步代碼塊。

Java虛擬機器中的綠色線程

舊版本

在Java 1.1中，綠色線程（至少在 Solaris 上）是JVM 中使用的唯一一種線程模型。由於綠色線程和原生線程比起來在使用時有一些限制，隨後的 Java 版本中放棄了綠色線程，轉而使用原生線程。Squawk虛擬機器（英語：Squawk virtual machine）是一個例外，它是低功耗裝置的作業系統和Java虛擬機器的混合體。它使用綠色線程來保持機器語言的絕對最小並支援分離的遷移。Kilim和Quasar 是在隨後的 JVM 版本中通過修改Java 編譯器產生的位元組碼來實現綠色線程的開源專案（Quasar 也支援 Kotlin 和 Clojure）。

Java新版的虛擬線程

從 Java 21 版開始，以代號 JEP 444 重新加入綠色線程的功能，並改名為「虛擬線程」^[1]。

其他語言的綠色線程

還有一些其他的程式語言也實現了可以替代原生線程的綠色線程。例如：

• CHICKEN Scheme uses lightweight user-level threads based on first-class continuations^[2]
• Common Lisp^[3]
• CPython with greenlet, eventlet （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） and gevent （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, PyPy^[4]
• D offers fibers, used for asynchronous I/O as the basis for tasks in the web framework Vibe.d
• Erlang ^{[來源請求]}
• Go^[5]
• Haskell^[5]
• Julia uses green threads for its Tasks （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）.
• Limbo ^{[來源請求]}
• Lua uses coroutines （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） for concurrency. Lua 5.2 also offers true C coroutine semantics through the functions lua_yieldk （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, lua_callk （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, and lua_pcallk （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. The CoCo （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） extension allows true C coroutine semantics for Lua 5.1.
• Occam, which prefers the term "process" instead of "thread" due to its origins in communicating sequential processes
• Ruby before version 1.9^[6]
• Racket (native threads are also available through Places^[7])
• Rust support for green-threads is possible using mioco library
• SML/NJ's implementation of Concurrent ML
• Smalltalk (most dialects: Squeak, VisualWorks, GNU Smalltalk, etc.)
• Stackless Python supports either preemptive multitasking or cooperative multitasking through microthreads (so-called tasklets).^[8]
• Tcl has coroutines （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） and an event loop^[9]
• PHP supports green threads through coroutines （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）

另請參閱

• 輕量級行程
• 協程
• Java虛擬機器
• 全域直譯器鎖
• 纖程
• GNU可移植線程庫
• Protothreads