Python【async / await】非同期処理で止まらない世界を作る

非同期が必要な理由

ネット通信・ファイル入出力・DBアクセス・ストリーミングみたいな待ち時間の長い処理を、他の処理を止めずに同時進行させるため。

基本構造（Swiftと比較）

• async で「この関数は非同期です」って宣言
• await で「ここで結果を待つけど、他の処理は止めないでね」

Python

async def fetch_data():
    result = await api_client.get_data()
    return result


// 使用例
asyncio.run(fetch_data())

Swift

func fetchData() async throws -> String {
    let result = try await apiClient.getData()
    return result
}


# 使用例
Task {
    await fetchData()
}

補足｜Pythonは柔軟で自由、Swiftは静的で型安全

• 構文も考え方もほぼ同じ（async関数でawait）。
• Swiftの Task { await ... } でやる感覚は、Pythonの asyncio.run(...) とほぼ同等。
• 違いは実行基盤（スレッド管理）

例えばこんな用途で使う

• ノンブロッキング I/O
  • 待ってる間、スレッドを占有しない。カクつきにくい。
• 並行実行（concurrency）
  • 複数の待ちを同時にさばく（API×複数、DB＋キャッシュなど）
• ストリーミング対応
  • 生成AIのトークン出力や大容量DLを流しながら返せる
• キャンセル／タイムアウト
  • 遅い処理を途中で見切る、切断時に即やめられる
• スケール効率
  • 同期実装より同時接続数を稼ぎやすい（特にWebサーバ）。

具体例

• HTTP/API 通信（外部サービス呼び出し・Webhook受信）
• DB/キャッシュ I/O（Redis・非同期ドライバ・複数クエリ並列）
• ファイル／クラウドストレージ I/O（アップロード/ダウンロード）
• メッセージング（WebSocket、SSE、キュー処理）
• 生成AIのストリーミング（トークンが来るたび即表示）

コード感覚（同期 vs 非同期）

同期（ブロッキング：待ってる間は他が止まる）

def handle_request():
    data = http_get("https://api.example.com/data")   # ← 帰ってくるまで待つ
    save_to_disk(data)                                 # ← 書き込み完了まで待つ
    return "done"

非同期（ノンブロッキング：待ちを並列化）

import asyncio

async def handle_request():
    task_net = asyncio.create_task(http_get_async("https://api.example.com/data"))
    task_log = asyncio.create_task(write_access_log_async())
    data, _ = await asyncio.gather(task_net, task_log)  # ← 並行で待つ
    await save_to_disk_async(data)
    return "done"

設計ポイント

• I/Oは極力async対応ライブラリを選ぶ（HTTP, DB, ファイル）。
• asyncio.gatherで「待ち」を束ねてTTFT（最初の応答）を短縮。
• asyncio.timeoutで遅延の見切りを入れる（フォールバック設計）。
• キャンセル伝播：親タスク中断で子タスクも止める（ゾンビ防止）。
• 境界を決める：UI層・API層はasync、CPU重たい処理は別プロセス/スレッドへ。

逆に、どんな時は不要？

• CPU計算が主役（数値最適化、画像処理、学習ループ）
  → asyncより並列化（multiprocessing / GPU）を検討。
• 単発の短いスクリプト（待ちがほぼ無いバッチ）
  → 同期でシンプルに書いたほうがメンテしやすい。

Vocabulary

• asynchronous | 非同期の
• event loop | イベントループ
• coroutine | コルーチン（非同期タスクの単位）
• concurrent | 並行
• blocking / non-blocking | ブロックする / しない

Swiftの場合