【uv応用編】Python開発の未来を拓く！CI/CD連携＆高度な依存関係管理でチーム開発を加速

はじめに：uvでPython開発の次のレベルへ

uvは、単なる高速なパッケージインストーラだけではありません。
現代のソフトウェア開発において、依存関係の管理とCI/CDはプロジェクトの成功を左右する重要な要素です。

特にPythonプロジェクトでは、多岐にわたるライブラリとツールが複雑に絡み合い、環境の再現性やデプロイの安定性が課題となることが少なくありません。uvは、これらの課題に対し、高速性と堅牢性を両立させたソリューションを提供します。

本記事では、uvを用いた高度な依存関係管理のテクニックを習得し、複雑なプロジェクトでも安定した開発環境を構築する方法を解説します。さらに、CI/CDパイプラインにuvを効果的に組み込み、開発からデプロイまでの一貫した自動化を実現するための最適解を探ります。

uvと共に、あなたのPython開発を次のレベルへ引き上げ、未来の堅牢な開発ワークフローを構築しましょう！

対象読者:

本記事は、以下のような読者を対象としています。

• uvを使った高度な依存関係管理に興味がある方
• CI/CDパイプラインにuvを導入し、開発ワークフローを自動化したい方
• チーム開発におけるuvの活用法やベストプラクティスを知りたい方
• uvの応用的なトラブルシューティングやパフォーマンス最適化について学びたい方

動作検証環境

この記事で紹介するcurlコマンドの動作は、以下の環境で検証しています。

• OS : macOS Tahoe Version 26.0
• ハードウェア : MacBook Air 2024 M3 24GB
• uv : 0.8.22 (ade2bdbd2 2025-09-23)

本記事で学べること

• uvによる厳密な依存関係管理とロックファイルの活用
• 開発、テスト、本番環境におけるuvの応用
• 既存プロジェクトをuvへ移行する際の具体的な戦略
• CI/CDパイプライン（特にGitHub Actions）でのuvの統合と自動化
• uv利用時の応用的なトラブルシューティングとベストプラクティス

目次

• uvによる高度な依存関係管理
  • 厳密な依存関係の固定：uvとロックファイルの深い関係
  • 複数環境への対応：開発、テスト、本番環境でのuvの活用
  • 既存プロジェクトへのuvの導入・移行ガイド
• uvとCI/CD連携：開発ワークフローを自動化する
  • CI/CDパイプラインにおけるuvの役割とメリット
  • GitHub Actionsでのuvの活用例
  • その他のCI/CDツールとの連携（例: GitLab CI, CircleCI）
• uv利用時によくある疑問とトラブルシューティング（応用編）
• uvを最大限に活用するためのベストプラクティス（応用編）
• まとめ：uvで実現する、未来のPython開発
• FAQ
• 参考資料
• 補足資料：GitHub Actionsでuvを動かすためのPythonプロジェクトファイル
• 免責事項

uvによる高度な依存関係管理

プロジェクトが大規模化し、チーム開発が進むにつれて、依存関係の管理はより複雑になります。uvは、ロックファイルと柔軟な環境対応を通じて、この課題を解決します。

厳密な依存関係の固定：uvとロックファイルの深い関係

環境の再現性を確保し、依存関係の衝突を防ぐためには、プロジェクトが依存する全てのパッケージとそのバージョンを厳密に固定することが不可欠です。uvは、この目的のために強力なロックファイル機能を提供します。

uv lockコマンドの活用

uv lockコマンドは、requirements.txtやpyproject.tomlに記述された抽象的な依存関係（例: requests>=2.0）を解決し、実際にインストールされる全てのパッケージとその正確なバージョン、ハッシュ値を含むロックファイル（デフォルトではuv.lock）を生成します。

uv lock

uv lock

このコマンドを実行すると、プロジェクトの依存関係グラフが解析され、一意の解決策がuv.lockファイルに書き込まれます。

ロックファイルの共有とチーム開発

uv.lockファイルをGitなどのバージョン管理システムにコミットし、チームメンバー間で共有することで、全員が全く同じ依存関係を持つ開発環境を簡単に再現できるようになります。これにより、「私の環境では動くのに…」といった問題を防ぎ、チーム全体の生産性を向上させます。

[著者の経験談]: 以前のプロジェクトでは、requirements.txtだけを共有していたため、開発者ごとに微妙に異なるバージョンのパッケージがインストールされ、本番環境で予期せぬバグが発生することがありました。uv.lockを導入してからは、このような問題が劇的に減り、デプロイの信頼性が向上しました。

複数環境への対応：開発、テスト、本番環境でのuvの活用

プロジェクトには、開発、テスト、本番といった複数の環境が存在し、それぞれ異なる依存関係が必要となる場合があります。uvは、これらの環境に柔軟に対応するための機能を提供します。

• 開発環境: uv venvで仮想環境を作成し、uv pip install -r requirements-dev.txtのように開発用の依存関係をインストールします。
• テスト環境: CI/CDパイプライン内でuv syncを使用し、uv.lockに基づいて厳密に依存関係を再現します。
• 本番環境: uv.lockファイルを使用して、最小限の依存関係でアプリケーションをデプロイします。

既存プロジェクトへのuvの導入・移行ガイド

既存のPythonプロジェクトにuvを導入することは、少しリスクがありますが、開発効率を大幅に向上させるチャンスです。ここでは、一般的な移行シナリオを解説します。

pipベースのプロジェクトからの移行

1. uvのインストール: 前回の記事を参考にuvをインストールします。
2. 仮想環境の作成: プロジェクトルートでuv venvを実行し、新しい仮想環境を作成します。
3. 依存関係のインストール: 既存のrequirements.txtがある場合は、uv pip install -r requirements.txtで依存関係をインストールします。
4. ロックファイルの生成: uv lockを実行し、uv.lockファイルを生成します。これをバージョン管理に含めます。
5. 既存ツールの置き換え: 今後、pip installの代わりにuv pip installを、python -m venvの代わりにuv venvを使用します。

Poetryプロジェクトとの共存・移行戦略

uvはPEP 621準拠のpyproject.tomlを読み込むことができるため、Poetryプロジェクトの依存関係解決やインストールをuvに置き換えることで、高速化を図ることが可能です。ただし、Poetryのpyproject.tomlにはuvが直接解釈できない[tool.poetry]セクションなどが含まれるため、移行には追加のステップが必要です。

1. uvのインストール: uvをインストールします。
2. pyproject.tomlの変換: Poetryのpyproject.tomlをuvが理解できる形式に変換します。これにはいくつかの方法があります。
   • 移行ツールの利用: uvx pdm import pyproject.tomlやuvx migrate-to-uvといったツールを使用するのが最も確実で推奨される方法です。これらのツールはpyproject.tomlを書き換え、Poetry固有の記述を削除またはPEP 621準拠の形式に変換します。
   • 手動での編集: pyproject.tomlの[tool.poetry.dependencies]の内容を[project.dependencies]セクションにコピーまたは移動し、[tool.poetry]セクションなどPoetry固有の記述を削除または調整することで、手動で変換することも可能です。ただし、この方法はプロジェクトの複雑さによっては手間がかかり、見落としが発生する可能性があります。
3. uvによる依存関係の解決: 変換後のpyproject.tomlがあるプロジェクトでuv lockを実行すると、uvはそのファイルを読み込み、uv.lockを生成します。
4. uvによるインストール: uv syncを実行すると、uv.lockに基づいて依存関係がインストールされます。
5. 共存: Poetryの他の機能（ビルド、公開など）は引き続きPoetryを使用し、依存関係の管理とインストールのみuvに任せるという共存戦略も有効です。この場合、pyproject.tomlの変換は、uvを使用する環境でのみ行い、Poetryを使用する環境では元のpyproject.tomlを維持するなどの運用が考えられます。

uvのパッケージ管理については、以下の記事で詳細に解説していますので、是非ご覧ください。

uvとCI/CD連携：開発ワークフローを自動化する

CI/CDパイプラインは、コードの品質を保ち、迅速なデプロイを実現するために不可欠です。uvをCI/CDに組み込むことで、パイプラインの実行時間を大幅に短縮し、信頼性を向上させることができます。

CI/CDパイプラインにおけるuvの役割とメリット

• 高速な依存関係インストール: uvの圧倒的な速度により、CI/CDジョブの実行時間を短縮し、フィードバックサイクルを高速化します。
• 環境の再現性確保: uv.lockファイルを使用することで、CI/CD環境と開発環境の依存関係を完全に一致させ、デプロイ時の問題を未然に防ぎます。
• シンプルで一貫したコマンド: uvの統一されたコマンド体系により、CI/CDスクリプトの記述が簡素化され、メンテナンス性が向上します。

GitHub Actionsでのuvの活用例

GitHub Actionsは、GitHub上でCI/CDパイプラインを構築するための強力なツールです。uvをGitHub Actionsに組み込むことで、Pythonプロジェクトのビルドとテストを高速化できます。

uvを用いた高速な依存関係インストール

以下は、GitHub Actionsのワークフローファイル（.github/workflows/main.yml）の例です。
このワークフローファイルの対象となるPythonプロジェクトを、[補足資料：GitHub Actionsでuvを動かすためのPythonプロジェクトファイル]に用意していますので、実際にGitHub Actionsで動かしたい方はご活用ください。

name: Python CI with uv

on: [push, pull_request]

jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v4
      - name: Set up Python
        uses: actions/setup-python@v5
        with:
          python-version: "3.13" # 使用するPythonバージョンを指定
      - name: Install uv
        run: |
          curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh
          echo "$HOME/.local/bin" >> $GITHUB_PATH
      - name: Create virtual environment and install dependencies
        run: |
          uv venv
          source .venv/bin/activate
          uv sync
      - name: Run tests
        run: |
          source .venv/bin/activate
          pytest

name: Python CI with uv

on: [push, pull_request]

jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v4
      - name: Set up Python
        uses: actions/setup-python@v5
        with:
          python-version: "3.13" # 使用するPythonバージョンを指定
      - name: Install uv
        run: |
          curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh
          echo "$HOME/.local/bin" >> $GITHUB_PATH
      - name: Create virtual environment and install dependencies
        run: |
          uv venv
          source .venv/bin/activate
          uv sync
      - name: Run tests
        run: |
          source .venv/bin/activate
          pytest

uvによる環境の再現性確保

uv.lockファイルを使用することで、CI/CD環境での依存関係を開発環境と完全に一致させることができます。

    - name: Create virtual environment and install dependencies from lock file
      run: |
        uv venv
        source .venv/bin/activate
        uv sync # uv.lockに基づいて依存関係をインストール

    - name: Create virtual environment and install dependencies from lock file
      run: |
        uv venv
        source .venv/bin/activate
        uv sync # uv.lockに基づいて依存関係をインストール

[!TIP]: uvは、依存関係のキャッシュも効率的に行います。GitHub Actionsのactions/cacheと組み合わせることで、さらに高速なCI/CDを実現できます。

GitHub Actionsについては、以下の記事で詳細に解説していますので、是非ご覧ください。

その他のCI/CDツールとの連携（例: GitLab CI, CircleCI）

uvはコマンドラインツールであるため、GitHub Actionsだけでなく、GitLab CI、CircleCI、Jenkinsなど、他のあらゆるCI/CDツールと連携可能です。基本的な考え方はGitHub Actionsの例と同様で、各ツールの設定ファイル内でuvコマンドを実行するように記述します。

uv利用時によくある疑問とトラブルシューティング（応用編）

uvを高度に活用する際には、さらに複雑な問題に直面することもあります。ここでは、応用的なトラブルシューティングのヒントを提供します。

ロックファイルの競合解決

チーム開発において、複数の開発者が同時に依存関係を変更した場合、uv.lockファイルで競合が発生することがあります。

• 原因: 複数のブランチでuv lockが実行され、異なる依存関係の解決結果がuv.lockに書き込まれた場合。
• 解決策: Gitのコンフリクト解決ツールを使用して手動で競合を解決するか、uv lockを再実行して最新の依存関係に基づいてロックファイルを再生成します。チーム内でuv lockを実行するタイミングや担当者を決めておくことも有効です。

CI/CD環境でのuvのパフォーマンス問題

uvは高速ですが、CI/CD環境特有の要因でパフォーマンスが低下する場合があります。

• 原因:
  • キャッシュの不適切利用: 依存関係のキャッシュが正しく設定されていない、または無効になっている。
  • ネットワーク帯域: CI/CDエージェントのネットワーク帯域が狭い。
  • リソース不足: CI/CDエージェントのCPUやメモリが不足している。
• 解決策:
  • CI/CDツールのキャッシュ機能を活用し、uvのキャッシュディレクトリ（通常は~/.cache/uv）をキャッシュ対象に含めます。
  • より高性能なCI/CDエージェントを使用することを検討します。

複雑な依存関係のデバッグ

大規模なプロジェクトでは、依存関係の解決が複雑になり、予期せぬエラーが発生することがあります。

• 原因:
  • 依存関係の循環: パッケージAがBに依存し、BがAに依存するといった循環参照。
  • バージョン制約の衝突: 複数のパッケージが同じ依存関係に対し、互換性のないバージョン制約を課している。
• 解決策:
  • uvのデバッグオプション（例: uv pip install --verbose）を使用して、依存関係解決のプロセスを詳細に確認します。
  • uvが提供する依存関係グラフの可視化ツール（もしあれば）や、pipdeptreeなどの既存ツールと連携して、依存関係の構造を視覚的に把握します。

uvを最大限に活用するためのベストプラクティス（応用編）

uvの機能を最大限に引き出し、堅牢で効率的なPython開発を実現するための応用的なベストプラクティスを紹介します。

pyproject.tomlとuvの連携を最適化する

pyproject.tomlは、Pythonプロジェクトのメタデータとビルド設定を一元管理するための標準的なファイルです。uvはこれを活用することで、より洗練された依存関係管理を実現します。

• 開発依存関係の分離: pyproject.tomlの[project.optional-dependencies]セクションを使用して、開発ツール（例: pytest, ruff）を本番環境の依存関係から分離します。
• uv固有の設定: 将来的には、pyproject.toml内にuv固有の設定を記述できるようになる可能性もあります。公式ドキュメントを常にチェックしましょう。

CI/CDパイプラインでのuvの効率的な利用戦略

• uv lockの定期的な実行: 開発ブランチへのマージ前にuv lockを実行し、ロックファイルを最新の状態に保つことを義務付けます。
• uv syncの活用: CI/CDパイプラインでは、uv pip install -r requirements.txtの代わりにuv syncを使用し、uv.lockに基づいて依存関係をインストールすることで、環境の再現性を高めます。
• キャッシュの最適化: CI/CDツールのキャッシュ機能を活用し、uvのキャッシュディレクトリを適切にキャッシュすることで、ビルド時間をさらに短縮します。

uvの最新情報を常にキャッチアップする

uvは非常に活発に開発されているプロジェクトです。新しい機能の追加、パフォーマンスの改善、バグ修正が頻繁に行われています。

• 公式ドキュメント: uvの公式ドキュメント (astral.sh/uv) を定期的に確認し、最新の機能や変更点を把握しましょう。
• GitHubリポジトリ: GitHubリポジトリ (https://github.com/astral-sh/uv) のリリースノートやIssue、Pull Requestを追うことで、開発の動向を深く理解できます。

まとめ：uvで実現する、未来のPython開発

本記事では、uvによる高度な依存関係管理のテクニック、既存プロジェクトからの移行ガイド、そしてCI/CDパイプラインでのuvの活用方法について解説しました。

• uv lockによる厳密な依存関係の固定は、チーム開発における環境の再現性を飛躍的に向上させます。
• uvは、pipベースやPoetryベースの既存プロジェクトへの導入・移行をスムーズに行うための道筋を提供します。
• CI/CDパイプラインにuvを組み込むことで、高速な依存関係インストールと堅牢な環境再現性を実現し、開発ワークフローを自動化できます。
• 応用的なトラブルシューティングとベストプラクティスを実践することで、uvの真価を最大限に引き出すことができます。

uvは、単なるパッケージインストーラではなく、Python開発の未来を形作るツールです。その高速性、シンプルさ、そして堅牢性は、あなたの開発体験を劇的に変え、より創造的で生産的なコーディングを可能にするでしょう。

uvはまだ進化の途上にありますが、その可能性は無限大です。ぜひ、この新しいツールを積極的に活用し、あなたのPython開発を次のステージへと導いてください。

FAQ

Q1: uvはモノレポ環境での依存関係管理をサポートしていますか？

A1: uvは、pyproject.tomlやrequirements.txtをベースとした依存関係解決を行うため、モノレポ内の各サブプロジェクトが独自の依存関係ファイルを持つ構成であれば、それぞれ独立してuvで管理することが可能です。将来的には、モノレポに特化したより高度な機能が追加される可能性もあります。

Q2: uvはプライベートパッケージリポジトリに対応していますか？

A2: はい、uvはpipと同様に、プライベートパッケージリポジトリからのインストールをサポートしています。--extra-index-urlオプションや、pipの設定ファイル（pip.conf）を通じてリポジトリ情報を指定できます。

Q3: uvとDockerを組み合わせる際のベストプラクティスは？

A3: uvをDockerイメージのビルドプロセスに組み込むことで、イメージサイズの削減とビルド時間の短縮が期待できます。ベストプラクティスとしては、マルチステージビルドを活用し、uvで依存関係をインストールした後に、ランタイムに必要なファイルのみを最終イメージにコピーする方法が挙げられます。uv.lockファイルを活用することで、Dockerイメージの再現性も高まります。

Q4: uvの内部動作や設計思想について、さらに深く学ぶにはどうすればよいですか？

A4: uvの公式ドキュメントには、その設計思想やRustで実装されている技術的なメリットに関する詳細な情報が記載されています。また、GitHubリポジトリのソースコードを直接読むことも、深い理解に繋がります。

参考資料

• uv 公式ドキュメント
• uv GitHubリポジトリ

補足資料：GitHub Actionsでuvを動かすためのPythonプロジェクトファイル

本記事で紹介したGitHub Actionsのワークフローを実際に動作させるために必要なPythonプロジェクトのファイル構成と内容を以下に示します。

ファイル構成

.
├── .github/
│   └── workflows/
│       └── main.yml  (本記事で紹介したワークフローファイル)
├── pyproject.toml
├── uv.lock           (uv lock コマンドで生成)
├── main.py
└── test_main.py

.
├── .github/
│   └── workflows/
│       └── main.yml  (本記事で紹介したワークフローファイル)
├── pyproject.toml
├── uv.lock           (uv lock コマンドで生成)
├── main.py
└── test_main.py

各ファイルの内容

pyproject.toml

プロジェクトのメタデータと依存関係を定義します。

[project]
name = "my-uv-project"
version = "0.1.0"
description = "Add your description here"
readme = "README.md"
requires-python = ">=3.9"
dependencies = [
    "pytest",
]

[build-system]
requires = ["setuptools>=61.0"] build-backend = "setuptools.build_meta"

[tool.setuptools]
py-modules = ["main"]

[project]
name = "my-uv-project"
version = "0.1.0"
description = "Add your description here"
readme = "README.md"
requires-python = ">=3.9"
dependencies = [
    "pytest",
]

[build-system]
requires = ["setuptools>=61.0"] build-backend = "setuptools.build_meta"

[tool.setuptools]
py-modules = ["main"]

解説:

• [project]: プロジェクトに関する基本的な情報を定義するセクションです。
  • name: プロジェクトの名前。
  • version: プロジェクトのバージョン。
  • description: プロジェクトの簡単な説明。
  • dependencies: プロジェクトが実行時に必要とするパッケージのリスト。ここに記述されたパッケージはuv syncコマンドでインストールされます。
  • requires-python: このプロジェクトが動作するために必要なPythonのバージョン範囲。
• [build-system]: プロジェクトのビルドシステムに関する設定を定義するセクションです。
  • requires: ビルド時に必要なパッケージのリスト。ここではsetuptoolsがビルドツールとして指定されています。
  • build-backend: ビルドに使用するバックエンドを指定します。setuptools.build_metaはsetuptoolsが提供するビルドバックエンドです。
• [tool.setuptools]: setuptools に対する、より詳細な指示を記述する場所です。

uv.lock

このファイルは uv lock コマンドで生成されるため、手動で作成する必要はありません。pyproject.toml が存在すれば、ワークフロー内で自動的に生成または更新されます。

main.py

テスト対象となる簡単なPythonコードです。

def add(a: int, b: int) -> int:
    return a + b


def subtract(a: int, b: int) -> int:
    return a - b


if __name__ == "__main__":
    print(f"2 + 3 = {add(2, 3)}")
    print(f"5 - 2 = {subtract(5, 2)}")

def add(a: int, b: int) -> int:
    return a + b


def subtract(a: int, b: int) -> int:
    return a - b


if __name__ == "__main__":
    print(f"2 + 3 = {add(2, 3)}")
    print(f"5 - 2 = {subtract(5, 2)}")

test_main.py

main.pyのコードをテストするpytestファイルです。

from main import add, subtract

def test_add():
    assert add(1, 2) == 3
    assert add(-1, 1) == 0
    assert add(-1, -1) == -2

def test_subtract():
    assert subtract(5, 2) == 3
    assert subtract(2, 5) == -3
    assert subtract(0, 0) == 0

from main import add, subtract

def test_add():
    assert add(1, 2) == 3
    assert add(-1, 1) == 0
    assert add(-1, -1) == -2

def test_subtract():
    assert subtract(5, 2) == 3
    assert subtract(2, 5) == -3
    assert subtract(0, 0) == 0

pytestのインストールと実行

このプロジェクトでは、pyproject.tomlの[project.dependencies]セクションにpytestが記述されており、uv syncコマンドを実行することでpytestが自動的にインストールされます。

GitHub Actionsのワークフローでは、以下のステップでpytestがインストールされ、テストが実行されます。

    - name: Create virtual environment and install dependencies
      run: |
        uv venv
        source .venv/bin/activate
        uv sync # pyproject.tomlに基づいて依存関係（pytestを含む）をインストール
    - name: Run tests
      run: |
        source .venv/bin/activate
        pytest # インストールされたpytestを実行

    - name: Create virtual environment and install dependencies
      run: |
        uv venv
        source .venv/bin/activate
        uv sync # pyproject.tomlに基づいて依存関係（pytestを含む）をインストール
    - name: Run tests
      run: |
        source .venv/bin/activate
        pytest # インストールされたpytestを実行

もしpyproject.tomlを使用せず、requirements.txtで依存関係を管理している場合は、requirements.txtにpytestを追加し、uv pip install -r requirements.txtを実行してください。

免責事項

本記事は、uvに関する情報提供を目的としており、その正確性や完全性を保証するものではありません。uvの利用は自己責任で行ってください。また、uvは活発に開発されているため、将来的に機能や仕様が変更される可能性があります。