The following two tabs change content below.
アバター画像

メンバー

福岡市博多区でWebシステム開発の受託・ラボ型SES・web集客サービス、3つのWebサービスを提供中

プログラミングをしていると必ず出てくるのが「同期処理」と「非同期処理」というワード。
「なんとなく言葉は知ってるけど、実際どう違うの?」とモヤモヤしたことはありませんか?

例えばこんな経験はありませんか?

・Webページを読み込むときに他の操作が止まってしまう。。。

・裏でデータを取ってきているのに画面がサクサク動く!!!

これらの現象って実は「同期」と「非同期」の考え方が関わっています。

本記事では、同期処理と非同期処理の違いから、それぞれのメリットデメリット、さらにどんなシステムで使い分けられるのかをわかりやすく解説します。

なぜ「非同期処理」を理解する必要があるのか

システム開発やアプリ開発の現場でよく出てくるキーワードのひとつが「非同期処理」です。
初心者にとっては「同期と非同期って何が違うの?」と疑問に思うことも多いですが、この概念を正しく理解していないと、思わぬバグ処理遅延を招くことがあります。

読み終わる頃には「なるほど!だからここで非同期が使われてるのか」と、今まで見えていなかったコードやシステムの仕組みがちょっとクリアになるはずです。

この記事でわかること

  • 同期処理と非同期処理の違い
  • それぞれのメリット・デメリット
  • 実際にどう使い分けるべきかの具体例

それでは、一緒に「同期」と「非同期」の世界をのぞいてみましょう!

同期処理と非同期処理とは

同期処理とは? 一列に並んで進むイメージ

まずは「同期処理」の説明から。
同期処理は一言でいうと ずばり順番待ちの処理 です。

例えるなら、ラーメン屋さんで一列に並んでいるお客さんのようなもの
1人目のラーメンが完成しないと、2人目には取りかかれません。
プログラムも同じで、「処理Aが終わってから処理B、その後に処理C」という順番通りの流れになります。

メリットはとてもシンプルで

流れが分かりやすい

・デバッグがしやすい

という点。

デメリットは逆に、

時間のかかる処理があると全体が待たされてしまう

UI(Webなどの画面)が固まる原因になりやすい

という点です。

「ファイルを読み込んでから次の処理に進む」など、順序が絶対に大事な場合には同期処理が向いています。

非同期処理とは? 並行して走るイメージ

続いて「非同期処理」。
これは 同時進行で動かせる処理 です。

先ほどのラーメン屋さんの例でいうと、
厨房に複数の料理人がいてお客さんを1人ずつさばくのではなく、席が空き次第2人目、3人目とどんどんお客さんにラーメンを提供するイメージです。
お客さんから見れば「待ち時間が短くなる」というメリットがありますよね。

プログラムでも同じで、「通信でデータを取ってくる間に画面はそのまま動かす」といった使い方ができます。

メリットは

時間のかかる処理中でも、他の処理を並行して進められる

ユーザーにとって快適な操作体験を提供できる

という点です。

一方でデメリットは

コードの見通しが悪くなりやすい

・予期せぬバグが出やすい

ことです。

いつ終わるか分からない処理をどう扱うか」という考え方が必要になります。

日常生活の例で考える「同期」と「非同期」

  • 同期処理の例:順番にお客さんにラーメンを提供する
  • 非同期処理の例:同時並行して複数のお客さんにラーメンを提供する

このように、非同期処理を理解するためには「待つのか・待たないのか」という観点で考えるとわかりやすいです。

Microsoftのドキュメントにも例があるので良かったら参考にしてみてください

非同期処理が活躍するシステム例とその使い分け

ここまで読まれた皆さんは、「同期処理」と「非同期処理」の違いについてザックリと理解できたと思います。

じゃあ実際にどんなシステムで役立つの?

これからの開発でどのシステムに活かせるの?

と疑問を持たれる方も多いと思います。

ここでは具体的なシーンをイメージしながら、非同期処理が活躍する代表的なケースを見ていきましょう。

WebアプリやスマホアプリのUI操作

例えばスマホでニュースアプリを開いたとき、記事一覧が読み込まれるまで画面が固まってしまったらどうでしょう?
かなりストレスですよね。

アプリを開いて0.5秒で画面がスイスイと動いてほしいですよね。

ここで非同期処理が活きてきます。

記事データをサーバーから取得している間も、画面のスクロールやメニュー操作はサクサク動く。

つまり「ユーザーの操作」と「裏でデータを取ってくる処理」を分けて進めることで、アプリ全体の体験が快適になります。

ポイント

  • UIは即レスポンスすることが大事
  • データ取得や画像読み込みは裏で非同期処理
  • ユーザーは待たされている感覚が少なくなる

この仕組みのおかげで、私たちは「ロード中に他の記事を見に行く」なんて柔軟な使い方ができるわけです。

データベースやAPIアクセス

もうひとつ典型的なのが データベース外部APIとのやりとり

これらは「必ずしもすぐに結果が返ってくるとは限らない処理」の代表です。

例えばECサイトで「カートに商品を追加」したとしましょう。
このとき裏側では在庫データをチェックしたり、ポイントを計算したりしています。

もしこれを同期処理で全部待つ設計にしてしまうと、ページ全体が「ぐるぐる…」と止まってしまう。

一方で非同期処理を使えば、商品がカートに入ったことはすぐに表示して、在庫確認やポイント計算は裏で進める、といった工夫ができます。

ポイント

  • データベース照会や外部サービスへのリクエストは時間が読めない
  • 非同期処理で待ち時間を「隠す」設計が大事
  • ユーザーは「操作できない時間」を感じにくくなる

大規模システムでのバックグラウンド処理

さらにスケールが大きな話になると、「大量のデータを扱うシステム」で非同期処理は欠かせません。

例えばECサイトのセール期間中、何万件もの注文データを一気に処理することを考えてみましょう。

これを全部同期で処理していたら…おそらくサーバーがパンクしてしまいます。

そこで登場するのが非同期処理+バックグラウンド処理。

①ユーザーが注文ボタンを押したら「注文を受け付けました!」と即時に表示
②実際の在庫引き当てや配送手配は裏のワーカーが順次処理
③完了したらメールや通知で結果を伝える

こうすることで、ユーザーはすぐに結果を得られ、システムは大量の処理を安定してさばけるわけです。

ポイント

  • 大量データやバッチ処理は非同期が必須
  • ユーザー体験とシステムの安定稼働を両立
  • メッセージキューやジョブ管理ツールと組み合わせることも多い

ということで紹介したシステムをまとめると、

  • UIの操作性を守るため
  • 待ち時間のある処理を目立たせないため
  • 大規模処理を効率よくさばくため

非同期処理はあらゆるシステムで欠かせない存在になっています。

まとめ 〜 非同期処理を理解することはエンジニアの第一歩

同期処理・非同期処理にはそれぞれの強みと弱みがあります。
「なぜ非同期を使うのか」を理解した上で適切に使い分けることが大切です。

UIを固まらせない・重たい処理を裏でこなす・レスポンスを速くする、といった現代のシステムには欠かせない技術です。

ただし「便利そうだから何でも async void で書いちゃえ!」というのは典型的なアンチパターン
これではエラーが捕まえられなかったり、意図せず処理がすり抜けてしまったりと、むしろトラブルの温床になってしまいます。

まずは「どんな場面で非同期処理を使うべきか」「どう書けば正しく待機できるか」を意識して、シンプルに async Task と await を組み合わせるところから始めましょう。

と、最後の最後に少しだけ非同期のプログラミングについて触れましたが、次回の記事で実際にコードを用いて説明してきますので、気になる方は是非こちらもチェックしてみてください!!