golang язык программирования для чего
Язык Go для начинающих
Цель этой статьи — рассказать о языке программирования Go (Golang) тем разработчикам, которые смотрят в сторону этого языка, но еще не решились взяться за его изучение. Рассказ будет вестись на примере реального приложения, которое представляет из себя RESTful API веб-сервис.
Передо мной стояла задача разработать бэкэнд к мобильному сервису. Суть сервиса довольно проста. Мобильное приложение, которое показывает посты пользователей, находящихся рядом с текущим местоположением. На посты пользователи могут оставлять свои комментарии, которые тоже, в свою очередь, можно комментировать. Получается своеобразный гео-форум.
Давно хотел попробовать применить язык Go для сколь нибудь серьезных проектов. Выбор был очевиден, благо что этот язык как нельзя лучше подходит для подобных задач.
Основные преимущества языка Go:
Все эти, и многие другие особенности позволяют выделить язык среди остальных. Это достойный кандидат на изучение, к тому же, освоить язык довольно просто.
Итак, вернемся к нашей задаче. Хоть язык и не накладывает ограничений на структуру проекта, данное приложение я решил организовать по модели MVC. Правда View реализовывается на стороне клиента. В моем случае это был AngularJS, в перспективе — нативное мобильное приложение. Здесь я расскажу лишь об API на стороне сервиса.
Структура проекта получилась следующая:
Программа в Go разделяется на пакеты (package), что указывается в начале каждого файла. Имя пакета должно соответствовать директории в которой находятся файлы, входящие в пакет. Так же, должен быть главный пакет main с функцией main(). Он у меня находится в корневом файле приложения loctalk.go. Таким образом, у меня получилось 5 пакетов: conf, controllers, models, utils, main.
Буду приводить неполное содержание файлов, а только минимально необходимое для понимания.
Пакет conf содержит константы и настройки сайта.
Думаю, комментировать тут нечего. Функция init() вызывается в каждом пакете до вызова main(). Их может быть несколько в разных файлах.
В самом верху определяется имя пакета. Далее идет список импортируемых пакетов. Мы будем использовать пакет Martini. Он добавляет легкую прослойку для быстрого и удобного создания веб-приложений. Обратите внимание как импортируется этот пакет. Нужно указать путь к репозиторию откуда он был взят. А чтобы его получить, достаточно в консоли набрать команду go get github.com/go-martini/martini
Далее мы создаем экземпляр Martini, настраиваем и запускаем его. Обратите внимание на знак « := ». Это сокращенный синтаксис, он означает: создать переменную соответствующего типа и инициализировать ее. Например, написав a := «hello», мы создадим переменную a типа string и присвоим ей строку «hello».
Переменная m в нашем случае имеет тип *ClassicMartini, именно это возвращает martini.Classic(). * означает указатель, т. е. передается не само значение, а лишь указатель на него. В метод m.Use() мы передаем функцию-обработчик. Этот Middleware позволяет Martini делать определенные действия над каждым запросом. В данном случае, мы определяем Content-Type для каждого запроса. Метод m.Map() же позволяет привязать нашу структуру и использовать ее затем в контроллерах при необходимости (механизм dependency injection). В данном случае, я создал обертку для кодирования структуры данных в формат json.
Тут же мы создаем внутреннюю функцию Auth, которая проверяет авторизацию пользователя. Ее можно вставить в наши роуты и она будет вызываться до вызова контроллера. Эти вещи возможны благодаря Martini. С использованием стандартной библиотеки код получился бы немного другой.
Взглянем на файл errors.go пакета conf.
Язык поддерживает возврат нескольких значений. Вместо механизма try-catch, очень часто используется прием, когда вторым аргументом возвращается ошибка. И при ее наличии, она обрабатывается. Есть встроенный тип error, который представляет из себя интерфейс:
Таким образом, чтобы реализовать этот интерфейс, достаточно иметь метод Error() string. Я создал свой тип для ошибок ApiError, который более специфичен для моих задач, однако совместим со встроенным типом error.
Обратите внимание на — type ApiError struct. Это определение структуры, модели данных, которую вы будете использовать постоянно в своей работе. Она состоит из полей определенных типов (надеюсь, вы успели заметить, что тип данных пишется после имени переменной). Кстати, полями могут быть другие структуры, наследуя все методы и поля. В одинарных кавычках « указаны теги. Их указывать не обязательно. В данном случае они используются пакетом encoding/json для указания имени в выводе json (знак минус «-» вообще исключает поле из вывода).
Обратите внимание, что поля структуры написаны с заглавной буквы. Это означает, что они имеют область видимости за пределами пакета. Если написать их с прописной буквы, они экспортироваться не будут, а будут доступны только в пределах пакета. Это же относится и к функциям и методам. Вот такой простой механизм инкапсуляции.
Далее мы определяем предустановленные ошибки и заполняем их поля. Поля вида http.StatusBadRequest — это значения типа int в пакете http для стандартных кодов ответа, своего рода алиасы. Мы используем сокращенный синтаксис объявления структуры &ApiError<> с инициализацией. По другому можно было бы написать так:
Символ & означает получить указатель на данную структуру. Оператор new() так же возвращает указатель, а не значение. По-началу возникает небольшая путаница с указателями, но, со временем, вы привыкните.
Перейдем к нашим моделям. Приведу урезанную версию модели постов:
Здесь мы используем замечательный драйвер для MongoDb — mgo, чтобы сохранять данные. Для удобства, я создал небольшую обертку над api mgo — utils.NewDbSession. Логика работы с данными: сначала мы создаем объект во внутренней структуре языка, а затем, с помощью метода этой структуры, сохраняем его в базу данных.
Обратите внимание, что в этих методах мы везде используем наш тип ошибки conf.ApiError. Стандартные ошибки мы конвертируем в наши с помощью conf.NewApiError(err). Так же, важен оператор defer. Он исполняется в самом конце выполнения метода. В данном случае, закрывает соединение с БД.
Что ж, осталось взглянуть на контроллер, который обрабатывает запросы и выводит json в ответ.
Здесь мы получаем из URL id запрашиваемого поста, создаем новый экземпляр нашей структуры и вызываем на ней метод LoadById(id) для загрузки данных из БД и заполнения данной структуры. Которую мы и выводим в HTTP ответ, предварительно преобразовав в json нашим методом mu.Marshal(post).
Обратите внимание на сигнатуру функции:
Входные параметры нам предоставляет Martini с помощью механизма внедрения зависимостей (dependency injection). И мы возвращаем два параметра (int, []byte) — число (статус ответа) и массив байт.
Итак, мы разобрали основные компоненты и подходы, используя которые, вы сможете сделать эффективный RESTful API интерфейс в короткие сроки. Надеюсь, статья была полезна и вдохновит некоторых из вас заняться изучением замечательного языка Go. Уверен, за ним будущее.
Для изучения могу порекомендовать хорошую книгу на русском «Программирование на языке Go» Марка Саммерфильда. И, конечно, больше практиковаться.
Зачем вам учить Go
Источник картинки
Go — относительно молодой, но популярный язык программирования. По данным опроса Stack Overflow, именно Golang получил третье место в рейтинге языков программирования, которые хотели бы освоить разработчики. В этой статье мы попробуем разобраться в причинах популярности Go, а также посмотрим, где этот язык используется и почему его вообще стоит изучать.
Немного истории
Язык программирования Go был создан компанией Google. Собственно, его полное название Golang — производное от «Google language». Несмотря на то, что в анонсе язык был назван молодым, в этом году ему исполняется уже десять лет.
Цель, которая стояла перед создателями Go — разработать простой и эффективный язык программирования, который мог бы использоваться для создания качественного программного обеспечения. Роб Пайк, один из создателей Go, заявил, что Go разрабатывался для программистов компании, которые относительно недавно закончили учиться и знают Java, C, C++ или Python. Go для них — язык, в котором можно быстро разобраться и к которому быстро привыкаешь.
Изначально он был инструментом внутри Google, но с течением времени вышел из недр корпорации и стал достоянием общественности.
Преимущества языка
У Golang есть большое количество плюсов, как известных, так и не очень.
Простота. Собственно, это была основная цель создания языка, и ее удалось достичь. У Go достаточно простой синтаксис (с определенными допущениями), поэтому приложения можно разрабатывать быстрее, чем на некоторых других языках. И здесь есть два интересных момента.
Во-первых, Golang достаточно быстро может изучить полный новичок в программировании — тот, кто не знает вообще ни одного языка и только собирается стать разработчиком. О Go можно сказать, что он почти такой же несложный (относительно, конечно), как PHP или даже Pascal, но такой же мощный, как С++.
Во-вторых, Go может освоить уже «сформировавшийся программист», тот, кто уже знает один или несколько языков. Чаще всего разработчики изучают Go после того, как освоили Python или PHP. Далее некоторые программисты с успехом используют пару Python/Go или PHP/Go.
Большое количество библиотек. Если вам не хватает какой-либо возможности в Go, можно воспользоваться одной из множества библиотек и выполнить требуемую задачу. У Go есть еще одно преимущество — можно без проблем взаимодействовать с библиотеками языка Си. Есть даже мнение, что Go-библиотеки — это обертки для C-библиотек.
Чистота кода. Компилятор Go позволяет держать код «чистым». К примеру, неиспользуемые переменные считаются ошибкой компиляции. В Go решается большая часть проблем форматирования. Это делается, к примеру, при помощи программы gofmt при сохранении или компиляции. Форматирование правится автоматически. Подробнее обо всем этом можно узнать в туториале Effective.
Статическая типизация. Еще одно преимущество Go, благодаря которому снижается вероятность допущения ошибки разработчиком. Да, первые пару дней программист, привыкший к динамической типизации, раздражается при необходимости объявлять тип для каждой переменной и функции, равно, как и для всего остального. Но потом становится понятно, что здесь сплошные плюсы.
GoDoc. Утилита, которая очень сильно упрощает документирование кода. Большим плюсом GoDoc является то, что здесь не используются дополнительные языки вроде JavaDoc, PHPDoc или JSDoc. Утилита использует максимальное количество информации, которую она извлекает из документируемого кода.
Обслуживание кода. Его легко обслуживать именно благодаря простому и лаконичному синтаксису. Все это — наследие Google. Поскольку у корпорации огромное количество кода для различных программных продуктов, а также десятки тысяч разработчиков, которые все это разбирают, то появляется проблема обслуживания. Код должен быть понятен всем, кто над ним работает, хорошо документированным и лаконичным. Все это возможно с Go.
При этом в Golang нет классов (есть структуры, struct), нет поддержки наследования, что значительно упрощает изменение кода. Плюс нет исключений, аннотаций и т.п.
Что можно написать на Go
Практически все, за исключением некоторых моментов (например, разработки, связанные с машинным обучением — здесь больше подходит все же Python с низкоуровневыми оптимизациями на C/C++ и CUDA).
Все остальное можно писать, особенно это актуально в отношении web-сервисов. Кроме того, на Go стоит разрабатывать приложения как для конечного пользователя, так и для разработки демонов, UI, он подходит для кроссплатформенных приложений и сервисов.
Востребованность Golang
С течением времени язык становится все более востребованным. Кроме тех компаний, что присутствуют на картинке выше, с Golang работают Mail.ru Group, Avito, Ozon, Lamoda, BBC, Canonical и другие.
«Мы решили масштабировать бизнес, нам важно построить принципиально новую технологическую платформу, которая обеспечит быстрое развитие продукта. Делаем ставку на Go из-за его скорости и надёжности, а главное — аудитории программистов, которая его использует», — заявили представители Ozon в 2018 году, после того как компания приняла решение перейти на Golang.
Ну а что насчет доходов заработная плата Go-разработчика в прошлом году составила в среднем 60-140 тыс. рублей по данным «Моего Круга». По сравнению с 2017 годом этот показатель увеличился на 8,3%. В 2019 году, скорее всего, рост продолжится, поскольку разработчики Golang нужны очень многим компаниям.
Что дальше?
Останавливаться в развитии Golang точно не будет. Потребность в хороших специалистах, которые знают этот язык, будет только возрастать, так что работу специалисту (начинающему или профи) найти будет несложно. В принципе, это утверждение актуально и сейчас, поскольку на рынке IT наблюдается постоянный дефицит разработчиков.
Go хорош как для начинающих программистов, так и для профи, кто уже знает один или несколько языков программирования. Выучить его или переучиться может практически любой программист.
Статья готовилась совместно с преподавателем курса Golang в GeekBrains Сергеем Кручининым, за что ему огромное спасибо!
Чем хорош язык Go и зачем его изучать? Все плюшки Golang
Язык Go – серверный язык будущего. В этой статье мы не будем разбирать «Hello World!», но затронем важность Golang и его характеристики.
Аппаратные ограничения
Первый процессор Pentium 4 с тактовой частотой 3,0 ГГц был представлен еще в 2004 году корпорацией Intel. Сегодня Mackbook Pro 2016 имеет тактовую частоту 2,9 ГГц. Таким образом, почти за одно десятилетие мощности не слишком-то изменились. Вы можете увидеть сравнение мощностей на разных этапах на диаграмме ниже.
Из приведенной диаграммы видно, что производительность потока и частота процессора оставались стабильными почти десятилетие. Если вы думаете, что добавление большего количества транзисторов окажется хорошим решением – вы ошибаетесь. Это связано с тем, что начнут проявляться некоторые квантовые свойства (например, туннелирование) и сопутствующие проблемы.
Для решения этой задачи:
Но у вышеупомянутых решений тоже есть недостатки. Мы не можем добавить к процессору неограниченное количество кэш-памяти, поскольку у нее есть физические ограничения: чем больше кэш, тем он медленнее. Да и добавление большего количества ядер в процессор повлечет дополнительные затраты.
Все это имеет пределы. Например, многоядерные процессоры могут одновременно запускать несколько потоков, что приводит к параллелизму изображения.
Если же нельзя положиться на усовершенствование оборудования, единственный выход – более эффективное ПО для повышения производительности. Но современные языки программирования малоэффективны в данном вопросе.
«Современные процессоры похожи на нитрозаправленные смешные автомобили. К сожалению, языки программирования сегодня напоминают Монте-Карло: они полны изгибов и поворотов.» © D. Ungar
У нас есть язык Go и горутины!
Увеличение количества ядер ожидается и в дальнейшем. Более того, сегодняшние приложения используют несколько микросервисов для поддержки соединений с базами данных, MQ (Messages queues) и хранение кэша. Разрабатываемое нами ПО и языки программирования должны поддерживать параллелизм и быть расширяемыми в условиях постоянного увеличения количества ядер.
Большинство современных языков программирования (таких как Java, Python etc.) поддерживают многопоточность. Но настоящая проблема связана с одновременным исполнением, блокировкой потоков, состоянием гонки и взаимоблокировками. Это затрудняет разработку многопоточного приложения.
Возьмем, к примеру, Java. Каждый канал потребляет около 1 Мб объема памяти, и, в конце концов, если вы задействуете тысячи потоков, все может закончиться нехваткой памяти. Кроме того, взаимодействие между двумя или несколькими потоками – это тоже непросто.
Язык Go (он же Golang) появился в 2009 году, когда уже были многоядерные процессоры. Вот почему этот ЯП построен с учетом параллелизма. У Go есть goroutine вместо потоков. Они потребляют только 2 Кб памяти. Таким образом, можно в любой момент активировать миллионы горутин.
Вот одно из выступлений Роба Пайка, в котором раскрываются вопросы многозадачности и параллелизма.
Все вышеперечисленные моменты делают язык Go мощным инструментом в обработке параллелизма, как в C-языках и Java, но с сохранением естественности и красоты кода, как в Erlang.
Go запускается на базовом оборудовании
Одним из наиболее значительных преимуществ языков C и C++ над другими современными языками, такими как Java/Python, является их производительность. Дело в том, что C и C++ вместо интерпретации компилируются.
Процессоры считывают двоичный код. При создании программы на Java или других языках на базе JVM проект компилируется с понятного человеку кода в байтовый код для виртуальной машины поверх базовой ОС. Во время выполнения VM интерпретирует эти байт-коды и преобразует их в двоичные, которые могут понять процессоры.
В то время как есть языки C/C++, не использующие VM, из-за чего удаляется один шаг из цикла выполнения, что и повышает производительность. Код напрямую компилируется из человечески читаемого кода в двоичный.
Но освобождение и распределение переменной на таких ЯП – большая проблема. Хотя большинство языков обрабатывают распределение и удаление объектов с использованием сборки мусора или алгоритмов подсчета ссылок.
Язык Go собрал в себе лучшее из всего. Как и языки нижнего уровня, Go является компилируемым. Это означает, что производительность почти такая же высокая, как и в низкоуровневых языках. А еще он использует сборщик мусора для выделения и удаления объекта. Больше free() и malloc(). То, что нужно!
Код на Go прост в обслуживании
Язык Go лишен сумасшедшего синтаксиса. В отличие от других ЯП, в нем предусмотрен очень аккуратный и чистый синтаксис.
Разработчики Go это учли, создавая свой язык. Поскольку у Google очень большая код-база, над которой работают тысячи разрабов корпорации, код должен быть максимально прост для понимания всех остальных, и каждый его сегмент должен обладать минимальным количеством побочных эффектов для остальных частей. Такой код легко поддерживается и модифицируется.
Go специально не учитывает многие особенности современных языков ООП:
Вышеизложенные изменения делают Golang отличным от других языком, а программирование на Go – предельно простым. Возможно, некоторые перечисленные пункты вам и не понравятся (особенно если вы привыкли работать с типичными языками ООП).
Но это не значит, что вы не сможете написать свою программу на Go. Все, что нужно сделать, так это добавить дополнительные 2-3 строки кода. Зато на выходе код будет более красивым, чистым и понятным.
На графике видно, что язык Go примерно так же эффективен, как C/C++, и при этом сохраняет синтаксис кода простым, как Ruby или Python. Это лучший вариант для людей и процессоров.
В отличие от прочих новых языков, таких как Swift, синтаксис Go стабилен. Он остался прежним с первого выпуска версии 1.0, что состоялся в 2012 году. Это делает его обратно совместимым.
Golang поддерживается Google
Да, это не является прямым техническим преимуществом. Но Go создан и поддерживается успешной корпорацией. Google обладает одной из крупнейших облачных инфраструктур в мире, которая продолжает развиваться.
Язык программирования Go создан разработчиками Google для решения своих нужд, касающихся поддержки эффективности и масштабируемости. Это те же проблемы, с которыми вы тоже столкнетесь при создании собственных серверов.
Кроме того, язык программирования Go пользуется популярностью в компаниях IBM, Intel, Adobe, Medium и BBC.
Выводы
Несмотря на то, что язык Go сильно отличается от других объектно-ориентированных языков, это все тот же язык программирования. Go обеспечивает:
Даже если вы не планируете осваивать язык Go, вы все равно должны понимать, что аппаратный лимит оказывает на нас, разработчиков, сильное давление, так как далеко не всегда позволяет написать эффективный код. Разработчику необходимо понять аппаратное обеспечение и уже в соответствии с ним оптимизировать программу.
Доказано, что оптимизированное программное обеспечение может работать и на дешевом, медленном железе (например, на устройствах IOT), что оказывает положительный эффект на взаимодействие с конечным пользователем.
Язык Go: что под капотом и зачем программисту учить его как второй
В 2009 году в Google создали новый язык программирования. Разбираемся, почему без этого было не обойтись и за что программисты любят Go.
Go или Golang — язык, который разработали в Google Роб Пайк и Кен Томпсон, в прошлом сотрудники легендарной Bell Labs. Оба — культовые личности в Computer Science. А Томпсон к тому же один из создателей ОС Unix и языка B (предшественника C).
Фанат Free Software Foundation, использует Linux и недолюбливает Windows. Пишет истории про кодинг и программы на Python. Влюблен в LISP, но пока что не умеет на нем программировать.
Ну здравствуй, Go: пишем нашу первую программу
По традиции это, конечно, « Hello, World!». В комментариях — разбор синтаксиса:
Какие типы данных есть в Go
Go — язык со строгой статической типизацией, то есть каждая переменная имеет свой тип и менять его нельзя. Сравним с PHP:
В примере мы изменили тип данных на лету и даже провели математические операции над строкой и целым числом. В языке Go это невозможно — если переменная объявлена как целое число, такой она и останется на протяжении всей программы, можно менять только её значение. А если попытаемся положить в неё данные другого типа — модуль проверки Go подскажет, что у нас ошибка.
В языке есть 11 типов целых чисел. Они различаются количеством бит, спецификой (например, есть отдельный тип byte для двоичных чисел) и контекстом (например, uintptr для работы с внешним кодом). Кроме того, есть числа с плавающей точкой, комплексные числа, булевы числа, строки и три типа чисел с неограниченной точностью, которые могут принимать любое значение и ограничены только объёмом памяти компьютера.
Переменные в Go объявляются в стиле Паскаля — через оператор var, а само объявление можно совмещать с присваиванием:
Оператор присваивания в Go — знак «равно»:
Параллелизм в Go: горутины, каналы и функциональность
Ещё одно важное свойство Go — многопоточность. Тут придётся немного погрузиться в историю компьютерных технологий.
В 1965 году Гордон Мур, основатель Intel, сформулировал закон: каждые два года количество транзисторов на интегральной схеме будет удваиваться. Никаких научных данных или формул за ним нет — просто наблюдение. И до XXI века «закон Мура» работал исправно. Но примерно после Pentium 4 стало понятно: ещё немного, и процессоры будут нагреваться как сверхновая. Тогда производители начали делать многоядерные процессоры — тактовая частота и количество транзисторов почти не менялись, а суммарное быстродействие росло.
Чтобы использовать все возможности таких процессоров, программы надо сразу писать с расчётом на многоядерность. В Go для этого есть специальные сущности: горутины и каналы.
Горутины
Это функции, которые могут работать параллельно, то есть программа выполняет несколько строк практически одновременно. Чтобы сделать из функции горутину, надо просто написать перед ней go.
Вот как это выглядит:
Результат — практически одновременный вызов, несмотря на задержку time. Sleep (10), обеих горутин. Конечно, в небольшой программе это делать практически бессмысленно, а вот при вызове множества функций — очень даже оправдано. Экономится время и ресурсы процессора используются равномерно.
За выполнением горутин в Go следит специальная библиотека времени исполнения: она распределяет между ними ядра процессора, может ограничивать число доступных ядер. Библиотека помогает запускать огромное количество горутин — намного больше, чем позволяет операционная система, — и не требует от программиста заниматься распараллеливанием вручную.
Каналы
Это что-то вроде общего хранилища данных. Каналы передаются как аргументы горутин и помогают им общаться между собой и обмениваться данными. В каналах есть очередь и блокировка — чтобы разные горутины не смогли одновременно закинуть туда разные данные. Особенность каналов: они позволяют записывать и считывать только один тип данных. Например, int — целые числа.
Немного похоже на работу с переменными — используем оператор присваивания и сразу задаём тип данных. Но интересно, что значением канала будет его адрес в памяти (вывод второго оператора Printf).
Теперь объединим горутины и канал:
А сейчас следите за руками — будем разбирать код:
В многопоточность отлично вписывается функциональная парадигма программирования, и язык Go во многом поддерживает её. В нём, конечно, присутствуют императивные конструкции, элементы ООП и всё такое. Но именно ярко выраженная функциональная парадигма делает Golang мощным инструментом для высоконагруженных серверных решений, сервисов и сложных вычислений.