當多個行程並行（concurrent）處理共享的資料時，共享資料同時被不同 Process / threads 存取，因為執行順序的不確定性，很容易發生資料不一致（data inconsistency）的狀況，所以需要額外的機制來確保程式的正確性，也就是同步（Synchronization）。

以下為常見的 Consumer & Producer Problem

每當一個新的 item 被加入緩衝區時，counter 便被加 1，而每當從我們緩衝區移去一個 item 時，counter 便被減 1。

當這兩個行程並行執行時可能不會正確地工作，假設現在 counter = 5：

counter++ 可用下列機器語言來實現

register1 = counter
register1 = register1 + 1
counter = register1

counter-- 可用下列機器語言來實現

register2 = counter
register2 = register2 - 1
counter = register2

register1、register2 是一個區域性 CPU 的暫存器。

在上圖中我們得到 counter == 4，紀錄有四個填滿的緩衝區而實際上卻有五個填滿的緩衝區。如果先執行 T5 再執行 T4，我們將得到 counter == 6。像這種數個行程同時存取和處理相同資料的情況，而且執行的結果取決於存取時的特殊順序，就叫競爭情況（race condition）。

參考：

• 周志遠作業系統 Ch6: Process Synchronization (A)
• 附上周老師OS新一點的版本供參考 11001周志遠教授作業系統_第19A講 Ch6:Process Synchronization
• 作業系統 CH6 Process Synchronization