【C语言】sem_timedwait

   sem_timedwait 是 POSIX（便携式操作系统接口）标准定义的一个同步原语，用于线程或进程同步中的信号量操作。在涉及多线程编程时，信号量(semaphore)是用来控制对共享资源或临界区域访问的一种机制。

   sem_timedwait函数对信号量执行减操作（通常称为wait 或 P 操作），如果信号量的值大于0，那么该函数将信号量的值减1并立即返回；如果信号量的值为0，则调用线程将被阻塞。不同于`sem_wait`函数，`sem_timedwait`允许你设置一个超时时间——这意味着如果指定的时间内信号量没有被释放（即其值不变为大于0），调用线程会在超时后停止阻塞，这时函数返回-1，并设置errno为ETIMEDOUT，表示已经超时。

可以理解为：
- sem 是信号量的缩写。
- timed 表示这个操作是有时间限制的。
- wait 表示调用此函数的线程将等待（可能阻塞）直到信号量的值变为非零。

函数的原型：

int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);

参数和返回值:

- sem 是指向信号量对象的指针。
- abs_timeout 指定了一个绝对超时时间，一旦达到这个时间，如果信号量依然没有被释放（即依然为0），则函数会因超时而返回。

函数返回值：
- 如果成功，`sem_timedwait` 函数返回0。
- 如果在指定时间内信号量没有被释放，`sem_timedwait`将返回-1，并设置errno为ETIMEDOUT。

sem_timedwait是一个有用的工具，可以用来在多线程环境中同步对共享资源的访问，同时提供了超时机制，以避免无限期的等待。 

示例代码：

#include 
#include 
#include 
#include 

sem_t sem;

void* worker_thread(void* arg) {
    // 设置超时时间为2秒后
    struct timespec ts;
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
    ts.tv_sec += 2;

    printf("Thread attempting to acquire the semaphore...\n");
    // 尝试获取信号量，最多等待2秒
    if (sem_timedwait(&sem, &ts) == -1) {
        perror("sem_timedwait");
        printf("Could not acquire semaphore within 2 seconds.\n");
    } else {
        // 成功获取信号量
        printf("Semaphore acquired by thread.\n");
        // 释放信号量
        sem_post(&sem);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t tid;
    
    // 初始化信号量，初始值为0
    sem_init(&sem, 0, 0);

    // 创建线程
    pthread_create(&tid, NULL, worker_thread, NULL);

    // 等待一段时间，例如1秒
    sleep(1);

    // 释放信号量
    printf("Main thread signals semaphore.\n");
    sem_post(&sem);

    // 等待线程完成
    pthread_join(tid, NULL);

    // 销毁信号量
    sem_destroy(&sem);

    return 0;
}

        在上面的代码示例中，创建了一个线程，该线程尝试使用 sem_timedwait 函数获取一个信号量。超时时间设置为当前时间后的2秒。主线程休眠1秒后发出信号，从而释放信号量。子线程获取信号量后，会释放它。如果子线程在超时之前无法获取信号量，则会打印错误消息。