【Python】Celeryで非同期タスクキューを実装する方法

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いずみ

こんな悩みを解決できる記事を書きました!

僕は現役フリーランスエンジニア(歴年)で、資格は個保有しています。

PythonでCeleryを使って非同期タスクキューを実装する方法を知りたい」とお考えではありませんか?

Webアプリケーションでメール送信や画像処理など、時間のかかる処理をリクエストの中で直接実行すると、レスポンスが遅くなってしまいます。

Celeryを使えば、時間のかかる処理をバックグラウンドのワーカーに任せて、レスポンスを高速に保つことが可能です。

いずみ

手順はシンプルなので、サクッと解説します。

ということで、本記事ではPythonでCeleryを使って非同期タスクキューを実装する方法を解説します。

いずみ

すぐ読み終わるので、ぜひ最後まで読んでくださいませ。

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いずみです
目次

【Python】Celeryで非同期タスクキューを実装する方法

早速ですが、PythonでCeleryを使った非同期タスクキューの実装方法を解説します。

Celeryのインストールと準備

まずは、Celeryを動かすための準備をします。

STEP
Redisをインストールする

Celeryはタスクの受け渡しにブローカーを使います。

本記事では、ブローカーと結果保存の両方にRedisを使う構成で進めます。

docker run -d -p 6379:6379 redis:7
STEP
Celeryとredisパッケージをインストールする

pipコマンドで、Celery本体とRedis用のクライアントライブラリをインストールします。

pip install celery redis

Celeryアプリケーションとタスクの実装

準備ができたら、Celeryアプリケーションとタスクを実装します。

STEP
Celeryインスタンスを作成する

tasks.pyというファイルを作成し、Celeryインスタンスを定義します。

from celery import Celery

app = Celery(
    "tasks",
    broker="redis://localhost:6379/0",
    backend="redis://localhost:6379/0",
)

broker引数には、タスクの送信先を指定します。

backend引数には、実行結果の保存先を指定します。

STEP
タスクを関数として定義する

app.taskデコレータを付けた関数が、そのままCeleryのタスクになります。

@app.task
def send_email_task(to_address, subject):
    print(f"send mail to {to_address}: {subject}")
    return "sent"
いずみ

重い処理や時間のかかる処理を、app.taskデコレータで囲むだけでタスク化できます。

STEP
タスクを呼び出す

delayメソッドを使うと、タスクをキューに送信してすぐに処理を返せます。

from tasks import send_email_task

result = send_email_task.delay("user@example.com", "登録完了のお知らせ")
print(result.id)

実行のタイミングやオプションを細かく指定したい場合は、apply_asyncメソッドを使います。

send_email_task.apply_async(
    args=("user@example.com", "登録完了のお知らせ"),
    countdown=10,
)

countdown引数に秒数を渡すと、指定した秒数だけ実行を遅らせられます。

ワーカーの起動と実行結果の確認

タスクを定義しただけでは処理は実行されないので、ワーカーを起動します。

STEP
ワーカーを起動する

ターミナルでワーカー起動コマンドを実行します。

celery -A tasks worker --loglevel=info

ワーカーが起動すると、キューに送信されたタスクを順番に処理していきます。

STEP
実行結果を確認する

AsyncResultクラスを使うと、タスクIDから実行状況を取得できます。

from celery.result import AsyncResult
from tasks import app

result = AsyncResult(task_id, app=app)
print(result.status)
print(result.result)

statusプロパティで、PENDING・STARTED・SUCCESS・FAILUREといった状態を確認できます。

いずみ

ワーカーを止めた状態でdelayメソッドを呼んでも、Redisにタスクが溜まるだけで処理はされません。

動作確認をするときは、ワーカーが起動しているか必ず確認してください。

リトライとタイムアウトの設定

外部APIへのアクセスなど、失敗する可能性がある処理には、リトライとタイムアウトの設定を追加します。

@app.task(
    bind=True,
    autoretry_for=(Exception,),
    retry_backoff=True,
    retry_kwargs={"max_retries": 3},
    time_limit=30,
    soft_time_limit=25,
)
def fetch_external_data(self, url):
    response = requests.get(url, timeout=10)
    response.raise_for_status()
    return response.json()

autoretry_for引数に例外クラスを指定すると、例外発生時に自動でリトライされます。

retry_backoff引数をTrueにすると、リトライ間隔が指数関数的に伸びていきます。

time_limit引数とsoft_time_limit引数で、タスクの実行時間に上限を設けられます。

いずみ

Flowerという監視ツールを使うと、ブラウザ上でタスクの実行状況やワーカーの稼働状況を確認できます。

本番運用する場合は、導入を検討する価値があります。

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週2〜3日の案件はある程度スキルがないと紹介してもらえない印象です。

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よくある質問

CeleryとRQ(Redis Queue)はどう違いますか?

RQはシンプルさを重視した非同期タスクキューライブラリです。

Celeryは複数のブローカーに対応し、リトライやスケジューリングなど機能が豊富な点が特徴です。

要件が複雑になりそうな場合は、Celeryを選ぶと拡張しやすくなります。

ワーカーを複数起動して並列処理できますか?

concurrency引数を指定すると、1つのワーカープロセス内で複数のタスクを並列実行できます。

celery -A tasks worker --loglevel=info --concurrency=4

サーバーを分けて、複数のワーカーを起動することも可能です。

定期実行したいタスクがある場合はどうすればいいですか?

Celery Beatというスケジューラを使うと、cronのような定期実行タスクを設定できます。

beat_scheduleにタスク名と実行間隔を登録し、celery -A tasks beatコマンドでスケジューラを起動します。

まとめ

今回は、PythonでCeleryを使って非同期タスクキューを実装する方法について解説しました。

以下が本記事のまとめになります。

まとめ
  • Celeryは app.task デコレータでタスクを定義し、delay メソッドで非同期実行できる。
  • Redisをブローカーとバックエンドに使うと、シンプルな構成でタスクキューを構築できる。
  • autoretry_forretry_backoff を設定すると、失敗時のリトライ処理を自動化できる。
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いずみ

最後までお読みいただき、ありがとうございました!

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いずみ

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