Язык программирования Go (Golang)

Go (или Golang) — современный компилируемый язык программирования, созданный в компании Google для разработки быстрых, надёжных и масштабируемых приложений.

Сегодня Go широко применяется при создании веб-серверов, REST API, облачных сервисов, сетевых утилит и микросервисной архитектуры. Он сочетает высокую производительность языков C и C++ с простотой, характерной для Python.

История создания

Работа над языком началась в 2007 году внутри компании Google. Его авторами стали три известных инженера:

• Роберт Гризмер (Robert Griesemer);
• Роб Пайк (Rob Pike);
• Кен Томпсон (Ken Thompson) — один из создателей операционной системы Unix.

Первая публичная версия языка была представлена в 2009 году. Главной задачей разработчиков было создать язык, который позволял бы писать большие серверные программы значительно проще, чем на C++, но при этом без потери производительности.

Почему появился Go

К моменту создания Go существовало множество популярных языков программирования, однако каждый из них имел свои недостатки.

Разработчики Go попытались объединить лучшие качества этих языков в одном проекте.

• простоту Python;
• скорость C и C++;
• автоматическое управление памятью, как в Java;
• встроенную поддержку многопоточности.

Главная идея языка

При разработке Go использовался очень простой принцип:

Лучше иметь небольшой набор простых возможностей, чем огромный набор сложных.

Именно поэтому в Go отсутствуют многие привычные конструкции, например наследование классов, перегрузка операторов или сложная иерархия типов. Вместо этого язык предлагает небольшое количество понятных механизмов, которых достаточно для решения большинства задач.

Где используется Go

Изначально язык Go разрабатывался для внутренних проектов Google, однако вскоре стал использоваться тысячами компаний по всему миру. Сегодня Go является одним из самых популярных языков для создания серверных приложений и облачной инфраструктуры.

На Go написаны многие известные проекты:

• Docker — система контейнеризации приложений;
• Kubernetes — платформа оркестрации контейнеров;
• Terraform — инструмент автоматического управления инфраструктурой;
• Prometheus — система мониторинга;
• Grafana Loki — система хранения и анализа логов;
• десятки веб-серверов, сетевых прокси и облачных сервисов.

Основные преимущества Go

Популярность языка объясняется не только высокой скоростью работы. Go обладает рядом особенностей, которые значительно упрощают разработку.

Первая программа на Go

Традиционно изучение любого языка начинается с программы, которая выводит на экран строку Hello, world!. Этот пример позволяет познакомиться с основной структурой программы.

package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.Println("Hello, world!")
}

После запуска программы на экране появится:

Hello, world!

go run main.go

Из каких частей состоит программа?

Несмотря на небольшой размер, первая программа уже содержит практически все основные элементы любого приложения на Go.

Разбор первой программы

На первый взгляд программа выглядит очень небольшой, однако она уже содержит несколько важных элементов языка Go. Разберём её построчно.

Пакет main

package main

Каждый файл на Go принадлежит некоторому пакету (package). Пакет — это набор файлов, объединённых общей функциональностью.

Если программа должна запускаться как самостоятельное приложение, она обязательно должна содержать пакет main. Именно он сообщает компилятору, что здесь находится точка входа в программу.

Подключение библиотек

import "fmt"

Любая программа может использовать готовые библиотеки. Для их подключения применяется оператор import.

В данном примере подключается пакет fmt (сокращение от format), содержащий функции для вывода информации на экран.

Если библиотек несколько, запись выглядит следующим образом:

import (
    "fmt"
    "time"
    "math"
)

Функция main()

func main() {

}

Ключевое слово func используется для объявления функций.

Функция main() имеет особое значение — именно с неё начинается выполнение любой программы. После завершения функции main() программа заканчивает работу.

Позднее мы познакомимся с функциями, которые принимают параметры и возвращают результаты.

Вывод текста на экран

fmt.Println("Hello, world!")

Функция Println() выводит переданные ей значения в консоль и автоматически переводит курсор на новую строку.

Например:

fmt.Println("Привет!")
fmt.Println(25)
fmt.Println(true)

Результат работы программы:

Привет!
25
true

Функция Println() умеет выводить сразу несколько значений. Между ними автоматически вставляется пробел.

fmt.Println("Возраст:", 18)

Результат:

Возраст: 18

Комментарии

Комментарии — это части программы, которые предназначены для разработчиков и полностью игнорируются компилятором. Они помогают объяснить назначение кода.

Однострочный комментарий начинается с двух символов //.

// Это комментарий

fmt.Println("Hello")

Для комментариев, занимающих несколько строк, используется запись:

/*
Это
многострочный
комментарий
*/

Почему в Go нет точек с запятой?

Если вы раньше программировали на C, C++, Java или C#, то наверняка привыкли заканчивать каждую инструкцию точкой с запятой.

В Go это обычно не требуется.

fmt.Println("Hello")
fmt.Println("World")

Компилятор самостоятельно вставляет точки с запятой в тех местах, где они действительно необходимы. Благодаря этому код выглядит более чистым и компактным.

Переменные

Практически любая программа работает с данными. Это могут быть числа, текст, даты, результаты вычислений или информация, введённая пользователем. Для хранения таких данных используются переменные.

Переменная — это именованная область памяти, в которой хранится некоторое значение. Во время работы программы значение переменной можно изменять.

Объявление переменной

Самый полный способ объявления переменной выглядит так:

var age int = 18

Эта строка состоит из нескольких частей:

После выполнения этой инструкции в памяти появится переменная с именем age, содержащая число 18.

Изменение значения

Значение переменной можно менять сколько угодно раз.

var age int = 18

age = 19

fmt.Println(age)

Результат выполнения:

19

Краткая форма записи

В реальных программах чаще используется сокращённая запись:

age := 18

В этом случае компилятор самостоятельно определяет тип переменной. Такой механизм называется выводом типов (type inference).

Следующие две записи полностью эквивалентны:

var age int = 18

age := 18

Однако вторая запись короче, поэтому именно она встречается в большинстве программ на Go.

Например:

age := 18

age = 19      // правильно

age := 20     // ошибка

Основные типы данных

Go поддерживает большое количество типов данных, однако начинающим достаточно знать четыре основных.

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Целые числа

count := 15
year := 2026

Тип int используется для хранения целых чисел без дробной части.

Дробные числа

price := 19.95
pi := 3.1415926

Для хранения дробных чисел обычно используется тип float64.

Строки

name := "Alice"
city := "Новосибирск"

Строковые значения всегда заключаются в двойные кавычки.

Логические значения

isAdmin := true
isStudent := false

Тип bool может принимать только два значения: true (истина) и false (ложь).

Константы

Не все значения в программе должны изменяться. Например, число дней в неделе, количество месяцев в году или значение числа π остаются постоянными. Для хранения таких значений используются константы.

Константа объявляется при помощи ключевого слова const. После создания изменить её значение уже нельзя.

const pi = 3.1415926535

Можно явно указать тип данных:

const daysInWeek int = 7

Несколько констант удобно объявлять сразу:

const (
    monday = 1
    tuesday = 2
    wednesday = 3
)

const pi = 3.14

pi = 3.1415    // Ошибка!

Арифметические операторы

Go поддерживает привычные математические операции.

Пример программы:

a := 12
b := 5

fmt.Println(a + b)
fmt.Println(a - b)
fmt.Println(a * b)
fmt.Println(a / b)
fmt.Println(a % b)

Результат выполнения:

17
7
60
2
2

fmt.Println(7 / 2)

Результат:

3

Чтобы получить дробный результат, хотя бы один операнд должен иметь тип float64.

a := 7.0
b := 2.0

fmt.Println(a / b)

Результат:

3.5

Краткие арифметические операции

Очень часто необходимо увеличить или уменьшить значение переменной. Для этого существуют сокращённые формы записи.

x := 10

x += 5
x -= 2
x *= 3
x /= 4

Эти операции полностью эквивалентны следующей записи:

x = x + 5
x = x - 2
x = x * 3
x = x / 4

Для увеличения или уменьшения числа на единицу существуют специальные операторы:

count++

count--

Первый оператор увеличивает значение переменной на единицу, второй — уменьшает.

x++

fmt.Println(x)

Следующая запись является ошибкой:

fmt.Println(x++)