概要
非同期処理は、Pythonが本来得意としなかった領域を、
async/await と asyncio の導入によって強力にサポートするようになった。
この構文は単なるスレッド代替ではなく、
イベントループベースでの協調的マルチタスクの宣言的設計を可能にする。
本稿では、asyncio による非同期設計の構造、使用上の注意点、
並行処理によるスケーラビリティ強化の実践パターンを体系的に解説する。
1. async/await の基本構文
import asyncio
async def greet():
print("Hello")
await asyncio.sleep(1)
print("World")
asyncio.run(greet())
-
async def: 非同期関数を定義（coroutineオブジェクトを返す） -
await: 非同期関数の実行を一時停止・再開可能にする
→ イベントループ上での協調的な並行処理が実現される
2. 複数の非同期処理を同時に走らせる
async def task(name, delay):
print(f"{name} started")
await asyncio.sleep(delay)
print(f"{name} done")
async def main():
await asyncio.gather(
task("A", 1),
task("B", 2),
task("C", 1)
)
asyncio.run(main())
-
gather()によって複数のタスクを並行実行 - 実行順に依存しない処理の効率化に有効
3. 非同期 vs 並列処理の違い
| 非同期（asyncio） | 並列（threading/multiprocessing） |
|---|---|
| シングルスレッド内のタスク切り替え | 複数スレッド／プロセスによる同時実行 |
| I/O向き（ネットワーク、DB等） | CPUバウンド処理向き |
| 軽量・メモリ効率良好 | 高負荷タスクにも耐えられる |
→ 適材適所で使い分けるのがPython設計の鍵
4. 非同期I/Oの応用例
✅ 非同期HTTPリクエスト（aiohttp）
import aiohttp
import asyncio
async def fetch(url):
async with aiohttp.ClientSession() as session:
async with session.get(url) as response:
return await response.text()
urls = ["https://example.com", "https://python.org"]
async def main():
results = await asyncio.gather(*(fetch(u) for u in urls))
asyncio.run(main())
→ 同期コードに比べて圧倒的に高速なI/Oスループットを実現可能
5. 非同期ジェネレータ / コンテキスト
✅ 非同期イテレータ
async def countdown(n):
while n > 0:
yield n
n -= 1
await asyncio.sleep(1)
✅ 非同期コンテキストマネージャ
async with aiohttp.ClientSession() as session:
...
→ async/await構文はイテレータやwith構文にも完全対応
6. よくある誤用と対策
❌ await を忘れて coroutine を実行
async def run(): return 1
result = run() # ❌ 実行されない
→ ✅ await run() または asyncio.run(run()) が必要
❌ 同期処理のまま重いI/Oをawaitで包む
await open("big_file.txt").read() # ❌ 同期I/Oのまま
→ ✅ aiofilesやaiomysql等、非同期対応ライブラリを用いる
❌ イベントループの多重作成
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(...) # ✅ 一度だけ使う
→ ✅ 高水準API asyncio.run() を使うのが推奨
結語
async/await は、Pythonにおける**「明示的な非同期制御の構文化」**を実現する。
- イベントループによる効率的なI/O処理
- 宣言的かつ構造的な非同期関数の設計
- asyncioエコシステムによる高性能アプリケーションの基盤
Pythonicとは、“暗黙の制御を構文で意図に昇華する”ことであり、
async/await はその思想を並行処理の領域において明確に体現する手段である。