Язык программирования Go – обзор

Golang или GO – популярный язык программирования, который создали специалисты компании Google в 2007 году. Главной целью разработчиков была простота. И, надо сказать, цель была достигнута – на Go легко писать, его легко читать.

Этот язык в своем роде является универсальным, сочетая в себе преимущества других языков программирования и нивелируя их недостатки. 

Особенности и отличия 

Перед началом изучения любого языка программист должен четко осознавать конечную цель этой идеи, т.е. понять, для чего нужно изучать тот или иной алгоритм написания кодов. Каждый язык программирования разработан с определенной целью – GO или Golang в этом плане не являются исключением. Чем же хорош Go? Прежде всего, это:

• Чистый, лаконичный, эффективный и в своем роде универсальный язык программирования. 
• Самый простой в изучении и использовании. 
• Оперативный (используется не только Google, но и Uber, а также другими компаниями с мировым именем).
• Поддерживает сборку мусорных файлов.
• Является одним из распространенных среди программистов языком. 
• Отличается упрощенным управлением версиями программы. 

Помимо этого, GO отличается оптимальной поддержкой параллелизма и высокой степенью надежности.

История создания 

Вплоть до 2007 года программисты успешно работали на имеющихся языках. Однако в последние десятилетия вычислительная среда претерпела значительные изменения – появилось колоссальное количество новых сетей, вырос объем кластерных вычислений и размеры облачных систем. Поэтому возникла необходимость в создании быстрокомплилируемого языка, который сможет эффективно запускаться на сотнях и даже тысячах машин.

Компания Google взялась за решение насущной проблемы. Руководство корпорации обозначило четкую цель – решить проблемы с производительностью и существенным торможением процесса разработки. 

Кодовая база корпорации со временем начала сбоить, поэтому руководство приняло решение создать новый язык, ориентированный на скорость и простоту. До GO программисты пользовались C++ и Java – они не отличались необходимой гибкостью и простотой построения программ такого масштаба. 

Над Golang работали Роберт Гризмер, Роб Пайк и Кен Томпсон, специалисты высокого уровня. Именно они и представили широкой аудитории в конце 2009 года универсальный инструмент для решения многих проблем. Изначально планировалось, что Golang будет использоваться только внутри Google. Однако язык настолько полюбился общественности, что в миг приобрел мировую популярность. 

Спустя каких-то 6 лет с момента своего создания, Golang вошел в 20-ку лучших языков программирования. 

Причины популярности

Как мы уже и говорили, главная причина всенародной любви – это универсальность и простота. Однако у Golang есть и другие плюсы:

• Интуитивно простой и понятный синтаксис. Благодаря этому качеству написание кодов превращается в увлекательное для программиста занятие. 
• Скорость и компиляция. Golang в разы шустрее скриптовых языков, при этом памяти он потребляет в разы меньше. Мгновенная компиляция позволяет обработать проект в один бинарный файл без создания зависимостей. Как говорится, «просто добавь воды». Кроме того, програмисту не нужно думать о памяти, посколькуу в Golang есть сборщик мусорных файлов.
• Статическая типизация. Идеальное решение для новичков и просто невнимательных пользователей. Типизация позволяет избежать ошибок, а также упрощает чтение и восприятие кода, делая его однозначным.
• Параллелизм. Параллельные вычисления осуществляются просто, изящно и без лишней головной боли. 
• Богатая библиотека. В Golang есть все, что нужно для веб-разработки и даже больше. Количество сторонних библиотек регулярно растет и обновляется. 
• Отход в ООП. В Golang есть структуры данных с методами. Наследование меняется на механизм встраивания. Более того, есть интерфейсы, которые не нуждаются в явной имплементации. 

Над GO работали авторитетные специалисты. На данный момент количество контрибьюторов языка перевалило за три сотни. У Golang сильное сообщество, а его функционал постоянно развивается и совершенствуется. 

Примеры кода – пишем первую программу на GO

Для начала нужно установить программу – для этого заходим на официальный сайт Голанг. Вверху находим раздел «установка» и выбираем подходящую версию в зависимости от установленной операционной системы. После этого можно проверить, успешно ли установлен GO, выполнив команду 

Если появились какие-то сомнения, вся информация о загрузке и установке доступна на официальном сайте. 

После того, как выполнены все настройки, попробуем создать примитивную и известную программу Hello World:

• Начнем с создания файла helloworld.go (да, у «голанга» есть расширение .go).
• Теперь открываем редактор кода и пишем следующее

• Сохраняем файл и переходим к терминалу. Параллельно с этим запускаем первую программу на GO.

• В терминале должно быть это:

А теперь – звук фанфар и следующий вывод

Принимайте поздравления! Вы только что успешно справились с первой программой на Golang. А теперь разберемся с главным кодом.

– это ключевое слово в языке программирования GO. Оно определяет каталог, к которому принадлежит тот или файл. Вопреки классической привычке русского человека, здесь не получится держать несколько пакетов одном. Создать несколько пакетов можно, имея соответствующее число каталогов. Пакет используется для определения пути к методам. MAIN – специальный пакет, который применяется, когда мы пишем исполняемые программы.

– ключевое слово, которое определяет внешние и внутренние пакеты. «IMPORT» добавляет FMT из системной библиотеки. Это же слово можно использовать, чтобы включить любой пакет. В результате открывается доступ к функции Println.

После этого нужно определить главную функцию. Она выполняется автоматически на запуске main (). И когда происходит запуск кода – функция выполняется:

По сути, это простейший алгоритм и базовые навыки. которыми должен овладеть начинающий программист. 

Параллелизм в GO

В GO есть два важных понятия – конкурентность и параллелизм. Начнем с того, что они не тождественны. Конкурентность предполагает работу с двумя и более задачами одновременно, когда осуществляется создание нескольких процессов, не зависящих друг от друга. Например, работа интернет-магазина. Список одновременно выполняемых задач может быть следующим:

• Запуск баннера с последними предложениями, акциями, новинками и продуктами вверху страницы.
• Отображение количества пользователей, которые в данный момент находятся на сайте.
• Обновление содержимого корзины.
• Отсчет времени до следующей распродажи и т.д. 

Даже для маленького интернет-магазина важно, чтобы эти задачи выполнялись одновременно, чтобы пользователи не ушли из приложения.

Наглядно покажем, чем конкурентность отличается от параллелизма

А теперь попробуем объяснить. Предположим, у нас одноядерная система и надо выполнить несколько задач, но есть ограничение – одномоментно может быть выполнена лишь одна задача. 

В конкурентном выполнении есть место для переключения контекста между задачами – приложение работает с несколькими одновременно, но не в состоянии выполнить их все вместе. Переключение между задачами происходит настолько быстро, что создается впечатление, будто они выполняются одномоментно. Тем не менее, фактор параллелизма здесь отсутствует, поскольку мы работаем с однорядной системой. 

Предположим, у нас нет ограничений по ресурсам. Если добавить несколько ядер, возможностей станет больше, и приложение сможет выполнять несколько задач одновременно. Таким образом, увеличивая сложность системы, можно увеличить и сложность решаемых с ее помощью задач.

Соответственно, масштабируемость в Голанг – это просто. 

Работа с горутинами 

Они реализуют оберточный функционал потоков. Управление происходит из среды выполнения GO. Среда Голанга определяет или забирает ресурсы памяти. Горутина чем-то похожа на поток, поскольку имеет отношение к выполнению множества задач, но отличается меньшим потреблением ресурсов, нежели потоки операционной системы.

Мы можем разделить приложение на несколько конкурентных задач, которые будут выполняться с помощью горутин. Это обусловливает конкурентность работы в приложении. Если программа или приложение выполняется на нескольких ядрах, добавляется параллелизм.

Преимущества горутин:

• легковесны;
• простое масштабирование;
• идентичны потокам;
• предоставляют дополнительный объем памяти во время выполнения задач.

В Golang конкурентность выполнения добавляется путем проставления ключевого «go» перед функцией немедленного выполнения. 

Каналы

Технически, каналы в Golang – это конвейере, откуда можно считывать или перемещать данные. Фактически, одна горутина может отправить данные в канал, а другая – считать эти данные.

Для создания канала в GO используется ключевое слово CHAN. Канал может передавать данные только одного типа.

Программа создает канал c, который будет передавать int. Потом программа выведет <nil>, поскольку нулевое значение канала — это nil. Это абсолютно бесполезный канала, с помощью которого нельзя передавать или получать данные, поскольку он не прошел инициализацию. Для этого нужно задействовать make.

В данном примере используется примитивный синтаксис := для создания канала с использованием make. Программа выводит следующий результат

Значение переменной c – адрес в памяти. В Голанге каналы выполняют также роль указателей, когда необходимо взаимодействовать с горутиной, канал помещается как аргумент в функцию или метод. 

Что еще есть в GO

Несмотря на то, что GO является чуть ли универсальным языком программирования, считать его на 100% идеальным нельзя. В частности, у него нет неявных числовых преобразований, нет конструкторов и деструкторов, перегрузки операторов, нет значений параметров по умолчанию и т.д. 

Тем не менее, комплектации Голанга более чем достаточно для новичка и программиста среднего уровня. Обозначим основные термины и их расшифровку:

• Сборка мусора. Эта функция есть в каждом языке программирования. Однако в том же C, например, управление памятью осуществляется вручную, а в JavaScript или Python функция работает автоматически. Golang также реализует сборку мусора самостоятельно, что очень удобно для пользователя.
• Пакетирование. Пакет ПО удобен во многих отношениях (простая установка, совместное использование, добавление и т.д.). В GO есть встроенная система пакетов, которая синхронизирует документацию, двоичные файлы и файлы исходного кода. 
• Функции первого класса. Ею называют функцию, которая может обрабатываться, как и любая другая переменная. Это значит, что она может быть назначена, возвращена, передана в качестве параметра и т.д.
• Лексическая область видимости. Она похожа на блок или область, в которой действует определение любой функции или переменной. Последняя сохраняет свои значения только в заданной области, обозначенной фигурными скобками. Если попытаться получить доступ к значению этой переменной за пределами функционального блока – программа не сможет его обнаружить. 
• Неизменяемые строки. Синтаксис Golang и C имеет много общего, однако в Go есть неизменяемые строки, которые кодируются UTF-8. Это значит, что программы могут формировать строки с помощью множества языков и символов. 

На GO можно писать практически все, что угодно. Однако чаще всего этот язык используется для программирования и написания клиент-ориентированных приложений, для обработки большого количества информации, для подсчета статистики и написания парсеров.

Кроме того, Голанг нередко применяется для написания обычный веб-сайтов. 

FAQ

Почему именно Golang? 

Потому что, что именно этот язык программирования является наиболее простым и интуитивно понятным в использовании. А широкий функционал позволяет применять его для многих сфер.

Какие типы данных есть в Golang?

Их всего 4: числовой, логический, ссылочный и строковый. 

Какие типы операторов применяются в Golang?

Логические, арифметические и реляционные. 

Подведем итоги

Golang – является оптимальным инструментом для программиста, независимо от его уровня. Созданный авторитетными разработчиками, GO отличается высокой скоростью работы и простотой использования.

Это не тот язык программирования, на изучение которого можно потратить годы.

Даже новичок легко разберется с синтаксисом в кратчайшие сроки.