JavaScriptのループと非同期処理
JavaScriptはシングルスレッドの言語であり、一度に一つのタスクしか実行できません。しかし、非同期処理を利用することで、時間のかかるタスクをバックグラウンドで実行し、その完了を待つことなく他のタスクを進めることができます。
JavaScriptの非同期処理には主に以下の3つのパターンがあります。
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コールバック関数: 非同期処理の結果を受け取るための関数を引数として渡します。Node.jsの初期のAPIはこのパターンを多用しています。
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Promise: 非同期処理の結果を表すオブジェクトです。成功（resolve）または失敗（reject）のどちらかの状態になり、それぞれに対応する処理を
.thenや.catchでチェーンすることができます。 -
async/await: Promiseをより直感的に扱うための構文です。非同期処理を待つために
awaitキーワードを使用し、非同期関数を定義するためにasyncキーワードを使用します。
これらの非同期処理のパターンをループの中で使うとき、いくつかの注意点があります。次のセクションでは、awaitとループを組み合わせたときの問題点とその解決策について詳しく見ていきましょう。
Awaitとループ: なぜ問題なのか
JavaScriptのawaitキーワードは非同期処理を待つためのもので、async関数内でのみ使用できます。これは非同期処理が完了するまで関数の実行を一時停止し、Promiseが解決したら結果を返します。
しかし、このawaitをループの中で使うときには注意が必要です。なぜなら、awaitはループの各イテレーションを一時停止させ、前の非同期処理が完了するのを待つからです。つまり、ループの中でawaitを使うと、非同期処理が逐次的（シーケンシャル）になってしまい、非同期処理のメリットが失われてしまいます。
例えば、以下のコードを見てみましょう。
async function processArray(array) {
for (const item of array) {
await processItem(item);
}
}
このコードでは、processItem関数の非同期処理が完了するまで次のイテレーションが始まりません。つまり、arrayのすべての要素が逐次的に処理され、全体の処理時間はすべての要素を処理する時間の合計になります。
このような問題を解決するためには、非同期処理を並列に実行する方法を探す必要があります。次のセクションでは、Promise.allとfor await...ofを使った並列処理と順次処理の方法について詳しく見ていきましょう。
Promise.allを使った並列処理
JavaScriptのPromise.allメソッドは、複数のPromiseを並列に実行するための便利なツールです。このメソッドはPromiseの配列を引数に取り、すべてのPromiseが解決されたときに解決する新しいPromiseを返します。結果の配列は、入力のPromiseの配列と同じ順序になります。
Promise.allを使うと、ループ内で非同期処理を並列に実行することができます。以下にその例を示します。
async function processArray(array) {
const promises = array.map(item => processItem(item));
await Promise.all(promises);
}
このコードでは、array.mapを使って各要素に対する非同期処理のPromiseを作成し、それらをPromise.allに渡しています。これにより、すべての非同期処理が並列に開始され、すべての処理が完了するのを一度に待つことができます。
ただし、Promise.allはすべてのPromiseが成功することを期待しています。もし1つでもPromiseが失敗（reject）した場合、Promise.all自体がすぐに失敗し、他のPromiseの結果を無視します。これを避けるためには、各Promiseが必ず解決（resolve）または適切に失敗処理（catch）されるようにする必要があります。
次のセクションでは、for await...ofを使った順次処理の方法について詳しく見ていきましょう。
for await…ofを使った順次処理
JavaScriptのfor await...of構文は、非同期イテラブルオブジェクト（例えば、非同期ジェネレーター関数が返すもの）を順次的に反復処理するためのものです。この構文を使うと、非同期処理を順番に待つことができます。
以下にその例を示します。
async function processArray(array) {
for await (const item of array) {
await processItem(item);
}
}
このコードでは、for await...ofループがarrayの各要素を順番に取り出し、processItem関数の非同期処理を待っています。つまり、一つの非同期処理が完了するまで次の非同期処理は開始されません。
しかし、この方法はPromise.allを使った並列処理とは異なり、全体の処理時間はすべての要素を処理する時間の合計になります。そのため、非同期処理が互いに依存しない場合や、すべての非同期処理を同時に開始することが可能な場合は、Promise.allを使った並列処理の方が効率的です。
次のセクションでは、ループ内でのawaitの使用についてESLintの視点から見ていきましょう。
ループ内でのAwait: ESLintの視点
ESLintは、JavaScriptコードの問題点を検出し、コードの品質と一貫性を向上させるためのツールです。ESLintには多くのルールがあり、その一つにno-await-in-loopというルールがあります。
このルールは、ループ内でawaitを使うことを警告します。なぜなら、前述したように、ループ内でawaitを使うと非同期処理が逐次的になり、全体のパフォーマンスが低下する可能性があるからです。
しかし、このルールは必ずしも絶対的なものではありません。ループ内でawaitを使うことが適切な場合もあります。例えば、非同期処理が互いに依存している場合や、同時に実行するとリソースを過剰に消費する可能性がある場合などです。
そのため、このルールを適用するかどうかは、具体的な状況や要件によります。また、ESLintのルールはカスタマイズ可能であり、プロジェクトの要件に合わせて設定を変更することができます。
次のセクションでは、実践例を通じてループ内でのawaitの使用について詳しく見ていきましょう。
実践例: ループ内でのAwaitの使用
以下に、ループ内でawaitを使用する実践的な例を示します。
async function fetchUserData(userIds) {
const userData = [];
for (const id of userIds) {
const user = await fetchUser(id); // fetchUserは非同期関数
userData.push(user);
}
return userData;
}
このコードでは、userIdsの各要素（ユーザーID）に対して非同期関数fetchUserを呼び出し、その結果をuserData配列に追加しています。fetchUser関数はネットワークリクエストを行う可能性があるため、その完了を待つ必要があります。そのため、awaitを使って非同期処理を待っています。
しかし、このコードは前述したように非同期処理が逐次的になり、全体のパフォーマンスが低下する可能性があります。そのため、このような場合はPromise.allを使った並列処理を検討すると良いでしょう。
async function fetchUserData(userIds) {
const promises = userIds.map(id => fetchUser(id));
const userData = await Promise.all(promises);
return userData;
}
このコードでは、Promise.allを使ってすべての非同期処理を並列に実行し、すべての結果を一度に待つことができます。これにより、全体の処理時間は最も時間のかかる非同期処理の時間になり、パフォーマンスが向上します。
以上が、ループ内でのawaitの使用についての実践的な例です。非同期処理のパターンを理解し、適切な方法を選択することで、JavaScriptの非同期処理を効率的に扱うことができます。この記事がその一助となれば幸いです。