asyncioの協調的並行性を理解しましょう。遅延評価されるコルーチン、中断ポイント、gather、TaskGroup、そしてブロッキング呼び出しの落とし穴です。
このレッスンを Kodokon で開くasyncioは単一のスレッド上で協調的並行性を実現します。イベントループが、awaitのたびに自発的に制御を手放すコルーチンたちを統率するのです。よく誤解される基本的な点があります。async def関数を呼び出しても、何も実行されません。生み出されるのは動かないコルーチンオブジェクトで、その本体はawaitで待たれるか、ループ上のタスクとしてスケジュールされたときにはじめて進みます。
import asyncio
async def greet() -> str:
return "hello"
coro = greet()
print(type(coro).__name__)
async def main() -> None:
print(await coro)
asyncio.run(main())awaitは中断ポイントを示します。コルーチンはそこで凍りつき、ループが制御を取り戻して、実行可能な別のタスクを進めます。二つのawaitのあいだ、あなたのコードは中断されずに走ります - ほとんどのデータ構造にロックは不要です。複数のコルーチンを（I/Oの意味で）並行に走らせるには、asyncio.gatherで包みましょう。1秒の待機が三つなら、合計3秒ではなく1秒で終わります。
import asyncio
import time
async def fetch(name: str, delay: float) -> str:
await asyncio.sleep(delay)
return f"{name} done"
async def main() -> None:
start = time.perf_counter()
results = await asyncio.gather(
fetch("a", 1.0),
fetch("b", 1.0),
fetch("c", 1.0),
)
elapsed = time.perf_counter() - start
print(results)
print(f"total: {elapsed:.1f} s")
asyncio.run(main())デフォルトでは、gatherは最初に送出された例外を伝播させますが、ほかのタスクはバックグラウンドで走り続けます - これが望みどおりであることはめったにありません。return_exceptions=Trueを指定すると、例外は結果として返され、あとで仕分けることになります。Python 3.11以降はasyncio.TaskGroupを選びましょう。最初のエラーの時点で、兄弟のタスクはすべてきれいにキャンセルされ、複数の例外があればExceptionGroupにまとめられて浮かび上がり、except*で捕まえられます。
import asyncio
import time
def blocking_io() -> str:
time.sleep(1)
return "report written"
async def main() -> None:
results = await asyncio.gather(
asyncio.to_thread(blocking_io),
asyncio.sleep(1, result="tick"),
)
print(results)
asyncio.run(main())awaitもcreate_taskもなく、単独で書かれたfetch('a', 1.0)という呼び出しは何を生み出しますか？asyncio.gatherでまとめて起動した三つのasyncio.sleep(1)。合計の所要時間はどれくらいですか？time.sleep(2)は禁じられているのですか？