システム開発を行っているとよく聞く言葉に「同期処理」と「非同期処理」があります。
同期処理とは、処理が順番に実行され、一つの処理が完了するまで次の処理が開始されない仕組みのことです。例えば、ファイルを読み込む処理を行う場合、プログラムはその読み込みが完了するまで待機し、その後に次の処理を進めます。この方式はシンプルで管理しやすい反面、処理に時間がかかる場合はシステム全体のパフォーマンスに影響を与えることがあります。
一方、非同期処理とは、一つの処理を実行しながら、他の処理を並行して進める仕組みのことです。例えば、データのダウンロード中に画面の操作を受け付けたり、他の計算処理を実行することができます。これにより、待ち時間を最小限に抑え、システムの応答性を向上させることが可能になります。ただし、非同期処理では、処理の完了順が保証されないため、適切な制御が必要になり、コードの複雑さが増すことがあります。
同期処理と非同期処理という言葉は、主にプログラミングやシステム開発の現場で使われます。たとえば、Webアプリケーション開発ではユーザーがボタンを押してサーバーへリクエストを送る際に非同期処理を利用すると、処理の完了を待たずに画面の操作を続けることができます。一方で、フォームの送信後に結果を確認し次のステップに進むような場合には、同期処理が適しています。
また、バックエンド開発でも、データベースへの問い合わせや外部APIとの通信を行う際に非同期処理を用いることで、他の処理を止めることなくシステム全体のパフォーマンスを向上させることができます。組み込みシステムやIoTデバイスにおいては、センサーのデータ取得や制御処理を確実な順序で実行する必要があるため、同期処理が求められる場合がありますが、複数のデバイスと並行して通信を行う場合には非同期処理が重要になります。
ネットワーク通信の分野でも、APIのリクエスト処理やチャットアプリ、オンラインゲームのリアルタイム通信において、非同期処理が活用されています。特にオンラインゲームではプレイヤーの操作を即座に反映させるため、非同期通信が不可欠です。ただし、ターン制のゲームのように一つのアクションが完了するまで次の処理を進められない場合には、同期処理が適用されます。
ユーザーインターフェースの設計においても非同期処理は重要です。具体的には、ボタンを押した際に即座にフィードバックを返しながら、バックグラウンドで処理を継続することでスムーズな操作体験を提供できます。一方で、すべてのデータの整合性を確認してから次の操作を行う必要がある場合には同期処理が適しています。
さらに、大規模なデータ処理や機械学習の分野では複数の計算を並列に実行するために非同期処理が用いられます。しかし、前の計算結果が次の処理に影響を与える場合には同期処理が必要になります。
同期処理と非同期処理はそれぞれの用途に応じて適切に選択することが大事です(といっても、一般の方は知る必要のないことですが)。
In system development, you often hear the terms synchronous processing and asynchronous processing.
Synchronous processing is a mechanism in which tasks are executed in sequence, and the next task does not start until the previous one is completed. For example, when reading a file, the program waits until the reading process is finished before moving on to the next task. This approach is simple and easy to manage, but if a task takes a long time to complete, it can affect the overall performance of the system.
On the other hand, asynchronous processing allows multiple tasks to run concurrently. For instance, while downloading data, a system can continue to accept user input and perform other computations. This minimizes waiting time and enhances the system’s responsiveness. However, since the order of task completion is not guaranteed, proper control mechanisms are required, making the code more complex.
The terms synchronous processing and asynchronous processing are primarily used in programming and system development. In web application development, for example, when a user presses a button to send a request to a server, asynchronous processing allows the user to continue interacting with the interface without waiting for the response. Conversely, in cases where users need to confirm the result before proceeding, such as after submitting a form, synchronous processing is more suitable.
In backend development, asynchronous processing is often used for database queries and API communication to improve overall system performance without blocking other processes. In embedded systems and IoT devices, synchronous processing is necessary when sensor data collection and control processes must follow a strict order. However, when multiple devices communicate in parallel, asynchronous processing becomes crucial.
Asynchronous processing is also widely used in network communications. API requests, chat applications, and real-time online games rely on asynchronous processing to ensure smooth interactions. In particular, online games require immediate responses to player actions, making asynchronous communication essential. However, in turn-based games, where one action must be completed before the next step, synchronous processing is appropriate.
User interface design also benefits from asynchronous processing. For example, providing immediate feedback when a button is pressed while continuing background processing ensures a smooth user experience. In contrast, when all data integrity checks must be completed before proceeding, synchronous processing is preferable.
Additionally, fields like large-scale data processing and machine learning utilize asynchronous processing to execute multiple computations in parallel. However, if one computation depends on the result of a previous one, synchronous processing is necessary.
Synchronous and asynchronous processing should be chosen based on the specific requirements of the application. (That said, for the general public, there is no real need to be familiar with these concepts.)
株式会社ASAP
及川知也
