# Feature Specification: Async Query Service Fix

**Feature Branch**: `async-query-service-fix`  
**Created**: 2025-10-14  
**Status**: Draft  
**Input**: User description: "作成された3つの仕様書（CLI_COMMAND_BUG_FIX_SPECIFICATION.md、ASYNC_ARCHITECTURE_DESIGN.md、IMPLEMENTATION_GUIDELINES.md）を基に、speckit.specifyコマンドに従って正式な仕様書を作成"

## User Scenarios & Testing *(mandatory)*

### User Story 1 - Critical Bug Fix Resolution (Priority: P1)

開発者がtree-sitter-analyzer v1.8.0のQueryCommandを使用する際に、非同期処理の不整合によるTypeErrorが発生せず、正常にクエリを実行できる。

**Why this priority**: アプリケーションクラッシュを引き起こす重大な不具合であり、全てのQueryCommand機能が使用不可能な状態のため、最優先で修正が必要。

**Independent Test**: QueryCommandを使用したCLIコマンド実行により、エラーなく結果が返されることで独立してテスト可能。

**Acceptance Scenarios**:

1. **Given** 開発者がQueryCommandを使用してPythonファイルを解析する、**When** `python -m tree_sitter_analyzer query --file-path sample.py --query-key function`を実行する、**Then** TypeErrorが発生せず、関数一覧が正常に表示される
2. **Given** 開発者がカスタムクエリを実行する、**When** `--query-string`オプションを使用する、**Then** 非同期処理エラーが発生せず、クエリ結果が返される
3. **Given** MCPサーバーがquery_toolを使用する、**When** QueryService.execute_query()を呼び出す、**Then** awaitキーワードが正常に動作し、結果が返される

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### User Story 2 - Async Architecture Consistency (Priority: P2)

開発者が新しい非同期機能を追加する際に、一貫した非同期処理パターンに従って実装でき、将来的な類似問題を防止できる。

**Why this priority**: 根本的なアーキテクチャ問題を解決し、将来の開発効率と品質を向上させるため。

**Independent Test**: 新しい非同期メソッドの追加時に、既存のパターンに従って実装できることで検証可能。

**Acceptance Scenarios**:

1. **Given** 開発者が新しいServiceクラスを作成する、**When** I/O操作を含むメソッドを実装する、**Then** 統一された非同期パターンに従って実装できる
2. **Given** 開発者がCommandクラスを拡張する、**When** 非同期Serviceを呼び出す、**Then** 一貫したawait呼び出しパターンを使用できる

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### User Story 3 - Performance and Reliability Improvement (Priority: P3)

システム管理者が本番環境でtree-sitter-analyzerを運用する際に、非同期処理の最適化により、パフォーマンスと安定性が向上する。

**Why this priority**: 基本機能の修正後に、運用品質の向上を図るため。

**Independent Test**: 大量ファイル処理時のパフォーマンステストにより独立して検証可能。

**Acceptance Scenarios**:

1. **Given** 大量のファイルを並行処理する、**When** 複数のクエリを同時実行する、**Then** リソース効率が改善され、処理時間が短縮される
2. **Given** 長時間運用する、**When** 継続的にクエリ処理を実行する、**Then** メモリリークやデッドロックが発生しない

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### Edge Cases

- QueryService.execute_query()の非同期化により、既存の同期呼び出しコードが影響を受ける場合の互換性確保
- 非同期処理中の例外発生時のエラーハンドリングとリソースクリーンアップ
- 並行クエリ実行時のリソース競合とパフォーマンス劣化の防止
- ファイルI/O エラー時の非同期処理の適切な終了

## Requirements *(mandatory)*

### Functional Requirements

- **FR-001**: QueryService.execute_query()メソッドは非同期メソッド（async def）として実装されなければならない
- **FR-002**: QueryCommand.execute_async()からQueryService.execute_query()の呼び出しは、awaitキーワードを使用して正常に動作しなければならない  
- **FR-003**: ファイル読み込み処理は非同期対応され、ブロッキングI/Oを回避しなければならない
- **FR-004**: 既存のQueryCommandの公開APIは変更されず、後方互換性を維持しなければならない
- **FR-005**: エラーハンドリングは非同期処理に対応し、適切な例外情報を提供しなければならない
- **FR-006**: 非同期処理のログ出力は、現在のタスク情報を含む詳細なデバッグ情報を提供しなければならない
- **FR-007**: MCPサーバーのquery_toolは、修正後のQueryServiceを正常に使用できなければならない
- **FR-008**: 並行クエリ実行時のリソース管理は適切に行われ、メモリリークを防止しなければならない
- **FR-009**: 非同期処理のタイムアウト機能は実装され、無限待機を防止しなければならない
- **FR-010**: テストスイートは非同期処理の動作を包括的に検証しなければならない

### Non-Functional Requirements

- **NFR-001**: 非同期化による処理時間の増加は5%以内に抑制されなければならない
- **NFR-002**: メモリ使用量の増加は10%以内に抑制されなければならない
- **NFR-003**: 並行処理時のスループットは、単一処理の3倍以上を達成しなければならない
- **NFR-004**: エラー発生時の復旧時間は1秒以内でなければならない
- **NFR-005**: テストカバレッジは90%以上を維持しなければならない

### Key Entities *(include if feature involves data)*

- **QueryService**: 非同期クエリ実行を担当するサービスクラス、execute_query()メソッドを持つ
- **QueryCommand**: CLIコマンドの実装クラス、QueryServiceを非同期で呼び出す
- **AsyncFileHandler**: 非同期ファイル読み込みを担当するユーティリティクラス
- **ErrorContext**: 非同期処理のエラー情報を管理するコンテキストクラス

## Success Criteria *(mandatory)*

### Measurable Outcomes

- **SC-001**: QueryCommandを使用したCLIコマンドが100%の確率でTypeErrorを発生させずに実行完了する
- **SC-002**: 非同期処理の統合テストが100%パスし、回帰テストで既存機能に影響がない
- **SC-003**: 大量ファイル（100ファイル以上）の並行処理時間が、修正前と比較して20%以上短縮される
- **SC-004**: 非同期処理関連のエラーレポートが0件となり、本番環境での安定性が確保される
- **SC-005**: 開発者が新しい非同期機能を追加する際の実装時間が、統一されたパターンにより30%短縮される
- **SC-006**: メモリ使用量が修正前の110%以内に収まり、リソース効率が維持される
- **SC-007**: 非同期処理のテストカバレッジが90%以上を達成し、品質が保証される

### Quality Assurance Criteria

- **QA-001**: 全ての非同期メソッドが適切な型注釈を持ち、mypyによる型チェックがパスする
- **QA-002**: 非同期処理のエラーハンドリングが統一され、一貫したログ出力が行われる
- **QA-003**: パフォーマンステストにより、非同期処理の効率性が定量的に検証される
- **QA-004**: コードレビューチェックリストに基づき、非同期処理のベストプラクティスが遵守される

## Technical Architecture Overview

### Async Processing Layers

```
┌─────────────────────────────────────┐
│           Command Layer             │
│  (BaseCommand, QueryCommand, etc.)  │
│         All Async Methods           │
└─────────────────────────────────────┘
                    │
                    ▼
┌─────────────────────────────────────┐
│           Service Layer             │
│    (QueryService, AnalysisEngine)   │
│    Business Logic + Async I/O       │
└─────────────────────────────────────┘
                    │
                    ▼
┌─────────────────────────────────────┐
│          Utility Layer              │
│   (FileHandler, PluginManager)      │
│     Sync/Async Mixed Support        │
└─────────────────────────────────────┘
```

### Error Handling Strategy

- 非同期処理での例外は適切にキャッチされ、コンテキスト情報と共にログ出力される
- タイムアウト処理により、無限待機を防止する
- リソースクリーンアップは、例外発生時も確実に実行される

### Performance Optimization

- ファイルI/Oは`asyncio.run_in_executor()`を使用して非同期化
- 並行処理は`asyncio.gather()`を活用してスループットを向上
- メモリ効率を考慮したストリーミング処理の導入検討

## Implementation Phases

### Phase 1: Emergency Fix (1-2 hours)
- QueryService.execute_query()の非同期化
- 基本的な動作確認テスト
- 緊急リリース準備

### Phase 2: Comprehensive Testing (2-4 hours)
- 非同期処理の統合テスト
- 回帰テストの実行
- パフォーマンステスト

### Phase 3: Quality Assurance (1-2 hours)
- コードレビュー
- ドキュメント更新
- 最終リリース

## Risk Mitigation

### Development Risks
- **Risk**: 非同期化による予期しない副作用
- **Mitigation**: 段階的な実装と包括的なテスト

### Performance Risks
- **Risk**: 非同期処理のオーバーヘッド
- **Mitigation**: パフォーマンステストによる継続的な監視

### Compatibility Risks
- **Risk**: 既存コードとの互換性問題
- **Mitigation**: 後方互換性を保つAPIデザイン

## Dependencies and Assumptions

### Dependencies
- Python 3.10+ asyncio ライブラリ
- 既存のtree-sitter-analyzer アーキテクチャ
- pytest-asyncio テストフレームワーク

### Assumptions
- 開発環境でのPython非同期処理サポート
- CI/CDパイプラインでの非同期テスト実行能力
- 本番環境での非同期処理の安定性

## Monitoring and Maintenance

### Success Metrics Tracking
- QueryCommand実行成功率の監視
- 非同期処理のパフォーマンス指標追跡
- エラーレート及び復旧時間の測定

### Long-term Maintenance
- 非同期処理パターンの継続的な改善
- 新機能追加時の一貫性確保
- パフォーマンス最適化の継続的な実施