C#代码里使用StackExchange.Redis时，如何设置 Redis 键的过期时间？

1. 为什么要关注键过期时间？

就像超市里的食品需要保质期一样，Redis数据库中的键值也需要合理设置有效期。想象一下你开发了一个电商系统，用户购物车数据如果永久驻留内存，不出三个月Redis就会像塞满过期食品的仓库一样不堪重负。通过StackExchange.Redis设置键过期时间，可以自动清理无效数据，节省内存资源，还能实现缓存失效策略等实用功能。

2. 环境准备与基础操作

2.1 安装与连接

首先通过NuGet安装最新版StackExchange.Redis（当前最新为2.6.48）：

Install-Package StackExchange.Redis -Version 2.6.48

建立连接的标准姿势：

using StackExchange.Redis;

// 创建连接复用器（建议单例）
ConnectionMultiplexer redis = ConnectionMultiplexer.Connect("localhost:6379");
IDatabase db = redis.GetDatabase();

3. 设置过期时间的三种姿势

3.1 基础版：KeyExpire方法

// 存储用户会话数据
db.StringSet("user:1001:session", "active");

// 设置30分钟后过期
TimeSpan expiration = TimeSpan.FromMinutes(30);
bool isSuccess = db.KeyExpire("user:1001:session", expiration);

// 验证设置结果
Console.WriteLine($"过期时间设置{(isSuccess ? "成功" : "失败")}");

KeyExpire方法优势在于可以随时调整已存在键的过期时间，适合需要动态续期的场景。

3.2 快捷版：StringSet参数

// 存储商品缓存并立即设置过期时间
var productData = new {
    Id = 5002,
    Name = "智能手表",
    Price = 899.00
};

// 序列化数据并存储，设置1小时过期
string jsonData = JsonConvert.SerializeObject(productData);
db.StringSet("product:5002:detail", jsonData, TimeSpan.FromHours(1));

// 验证剩余生存时间
TimeSpan? ttl = db.KeyTimeToLive("product:5002:detail");
Console.WriteLine($"剩余生存时间：{ttl?.TotalMinutes ?? 0}分钟");

这种写法将存储和设置过期时间合并为原子操作，避免两步操作间的间隙风险。

3.3 哈希表特供版

// 存储用户行为记录
var userActions = new HashEntry[] {
    new HashEntry("last_login", DateTime.UtcNow.ToString()),
    new HashEntry("action_count", 5)
};

// 存储哈希表并设置2小时过期
db.HashSet("user:2001:actions", userActions);
db.KeyExpire("user:2001:actions", TimeSpan.FromHours(2));

// 查看哈希表状态
if (db.KeyExists("user:2001:actions")) {
    Console.WriteLine("行为记录哈希表有效");
}

注意哈希表需要单独设置过期时间，适用于需要结构化存储的场景。

4. 典型应用场景剖析

4.1 用户会话管理

// 用户登录时生成会话
string sessionId = Guid.NewGuid().ToString();
db.StringSet($"session:{sessionId}", userId, TimeSpan.FromDays(7));

// 每次访问自动续期
db.KeyExpire($"session:{sessionId}", TimeSpan.FromDays(7));

这种模式既能保证会话安全，又能自动清理僵尸会话，比数据库存储会话效率高10倍以上。

4.2 热点数据缓存

public string GetProductDetail(int productId) {
    string cacheKey = $"product:{productId}";
    string cachedData = db.StringGet(cacheKey);
    
    if (cachedData == null) {
        // 模拟数据库查询
        var data = QueryFromDatabase(productId); 
        cachedData = JsonConvert.SerializeObject(data);
        
        // 设置缓存及过期时间，添加随机偏移防止缓存雪崩
        var expiration = TimeSpan.FromMinutes(55) 
                       + TimeSpan.FromSeconds(new Random().Next(0, 300));
        db.StringSet(cacheKey, cachedData, expiration);
    }
    
    return cachedData;
}

随机过期时间设计能有效避免大量缓存同时失效导致的数据库压力激增。

5. 技术细节深挖

5.1 时间单位的选择艺术

// 精确到秒级
db.KeyExpire("precise:key", TimeSpan.FromSeconds(30));

// 毫秒级设置（需要Redis 2.6+）
db.KeyExpire("millisecond:key", TimeSpan.FromMilliseconds(1500));

// 永久有效的特殊处理
db.KeyPersist("persistent:key");  // 移除过期时间

根据业务需求选择合适的时间精度，毫秒级设置需要确认Redis版本支持。

5.2 批量操作优化

var batch = db.CreateBatch();

// 批量设置多个键的过期时间
batch.KeyExpireAsync("key1", TimeSpan.FromMinutes(5));
batch.KeyExpireAsync("key2", TimeSpan.FromHours(1));
batch.KeyExpireAsync("key3", TimeSpan.FromDays(1));

batch.Execute();

使用批量操作减少网络往返次数，提升操作效率，特别是在需要设置大量键的场景下效果显著。

6. 避坑指南与最佳实践

6.1 常见问题排查清单

• 时间单位混淆：误用秒和毫秒导致设置时长错误
• 键不存在陷阱：对不存在的键设置过期时间会返回false
• 集群环境注意：跨节点操作需要确保键在同一个slot
• 时区问题：建议统一使用UTC时间

6.2 性能优化建议

1. 优先使用带过期时间的StringSet重载方法
2. 对于高频访问的键，采用惰性删除策略
3. 定期使用SCAN命令检查异常键值
4. 配合内存淘汰策略（如volatile-ttl）使用

7. 技术选型对比

7.1 StackExchange.Redis vs ServiceStack.Redis

7.2 与其他缓存方案对比

• MemoryCache：适合单机应用，无法分布式共享
• SQL Server缓存：依赖数据库，性能较低
• Redis：分布式、高性能，但需要额外维护

8. 总结与展望

通过本文的探索，我们已经掌握了在C#中使用StackExchange.Redis管理键过期时间的核心技巧。就像给数据装上定时器，合理的过期策略能让Redis始终保持最佳状态。建议在实际项目中结合监控工具（如RedisInsight）持续观察键的生命周期，根据业务流量特征动态调整过期策略。

未来可以探索的方向：

1. 结合Redis的Stream特性实现延迟队列
2. 使用Lua脚本实现复杂的过期逻辑
3. 集成Polly实现过期策略的重试机制
4. 探索基于AI的智能过期时间预测

掌握键过期时间的设置，只是Redis高效应用的开始。保持对内存管理的敏感性，你的系统将会像精心打理的花园一样井然有序。