生產者-消費者問題（producer-consumer problem）

想像一家忙碌的麵包店。後場的師傅不斷從烤箱拿出新鮮的麵包，放到架子上；前台的客人則不斷從架子上取走麵包。兩邊各自以自己的速度工作，從不必互相對望——中間這個架子讓他們合作，卻不必協調每一個動作。可是架子的空間有限：若師傅太快，架子放滿了，師傅就得暫停；若客人太快，架子空了，客人就得等待。生產者-消費者問題就是這件事的電腦版本：一個或多個產生工作的執行緒，和一個或多個消耗工作的執行緒，透過一個共享緩衝區彼此傳遞項目。

具體而言，生產者把項目放進共享佇列，消費者把項目取出。經典的正確解法用三個同步元件。一個叫 empty 的計數號誌（counting semaphore）初值為緩衝區大小，計算空位數；生產者在放入前做 wait(empty)，若緩衝區已滿就被擋住。第二個叫 full 的計數號誌初值為零，計算已填滿的位置；消費者在取出前做 wait(full)，若緩衝區為空就被擋住。生產者放入後對 full 做 signal（喚醒等待中的消費者），消費者取出後對 empty 做 signal（喚醒等待中的生產者）。第三個是互斥鎖（mutex），保護真正的放入與取出，使兩個執行緒不會同時破壞佇列內部的指標。順序很重要：先取計數號誌、再取互斥鎖——反過來就可能死結。

一旦學會看出這個模式，到處都是它：網頁伺服器的接受執行緒把連線交給工作執行緒、記錄系統先把訊息緩衝起來再由寫入者刷到磁碟、兩個 Unix 指令之間的管線、影片播放器在螢幕顯示之前先解碼數張畫面。它是把快階段與慢階段解耦的標準做法，讓任一方都不必知道另一方的時序。更深的教訓是：一個選得好的共享緩衝區加上正確的阻塞，能把困難的時序問題化為整潔又可重用的設計。