Сергей Соловьев

Обычно, для CPU-bound задач подходит их вынесение в ОТДЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС.
В питоне это через multiprocessing пакет (встроенный) можно сделать.

Здесь подойдет любой RPC фреймворк. В частности, рекомендую gRPC - довольно популярный и для твоего случая подходит хорошо:
- Есть кодогенерация и для C# и для питона
- Описание API не зависит от яп
- Большое коммьюнити

P.S. здесь подойдут и HTTP запросы. То что нужно долго ждать - ничего, подождет.
GET запрос не обязательно должен выполняться моментально.

использовать SQlite (поддержка которого встроена в питон) + индексы навесить на ID пользователя

while d >= -xx:
    
    d = x - y
    if d < 0 and d + y > 0:
        print('нашел')
    x = d
    
    print(d)

if a[1] in {'1', '2', '3'}:

Этот цикл единственный во всей функции. Значит, цикл просто не запускается.
Предполагаю, что проблема в том, что file_4 пустой - он заполняется в

for b in file_3:
    if b.endswith(".session"):
        file_4.append(b)

Значит, в file_3 просто нет нужный строк, либо проверь, что b не заканчивается новой строкой (тримь дополнительно)