آموزش برنامه نویسی گولنگ (Golang)

گو (Go) یا گولنگ (Golang) چیست؟

زبان برنامه‌نویسی Go که به آن Golang نیز می‌گویند، زبانی منبع‌باز است که توسط گوگل توسعه داده شده است. توسعه‌دهندگان نرم‌افزار از زبان برنامه‌نویسی Go در انواع سیستم‌عامل‌ها و فریم‌ورک‌های مختلف برای توسعه اپلیکیشن‌های وب، تکنولوژی ابری (cloud) و شبکه و سایر نوع‌های نرم‌افزار استفاده می‌کنند.

Go که دارای نوع داده استاتیک است به زبان C بسیار شباهت دارد(به نوعی الگو گرفته از این زبان است)، به دلیل زمان راه‌اندازی سریع، هزینه اجرای پایین و قابلیت اجرا بدون ماشین مجازی (VM)، به عنوان یک زبان بسیار محبوب برای نوشتن میکروسرویس‌ها و کاربردهای دیگر شناخته می‌شود. علاوه بر این، Go برای برنامه‌نویسی همزمان استفاده می‌شود، که یک استراتژی برای اجرای چندین وظیفه در یک زمان، بدون ترتیب یا با ترتیب جزئی است. همه این موارد Go را به گزینه‌ای بسیار مناسب برای آموزش برنامه نویسی تبدیل می‌کنند.

این زبان مانند پایتون از بهره‌وری و سادگی نسبی برخوردار بوده و از گوروتین‌ها یا فرآیندهای سبک و مجموعه‌ای از بسته‌ها برای مدیریت بهینه وابستگی‌ها استفاده می‌کند. این زبان برای حل چندین چالش از جمله زمان کامپایل طولانی، وابستگی‌های مدیریت نشده، دوباره کاری و به هدر رفتن وقت در کدنویسی، دشواری نوشتن ابزارهای خودکار و عدم امکان توسعه در چندین زبان برنامه‌نویسی طراحی شده است.

تاریخچه گولنگ (Golang)

همان‌طور که پیش از این اشاره کردیم، این زبان توسط گوگل توسعه داده شده است. اما نکته جالب این‌جاست که دلیل توسعه golang، حل یک مشکل نرم‌افزاری در خود گوگل بود و این شرکت قصد داشت زبانی طراحی کند که تا حدودی جایگزین C++ شود. از طرفی، از آن‌جا که در آن زمان پردازنده‌های چندهسته‌ای به محبوبیت بیشتری دست یافته بودند، نیاز به وجود یک زبان با سطح بهره‌وری بالاتر حس می‌شد.

گوگل در سال ۲۰۰۷ شروع به طراحی زبان برنامه‌نویسی Go کرد. توسعه‌دهندگان Go به دنبال ایجاد یک زبان برنامه‌نویسی بودند که استفاده از آن آسان‌تر باشد، اما در عین حال ویژگی‌های مفید موجود در زبان‌های دیگر مانند C++، پایتون و جاوااسکریپت را نیز داشته باشد. زبان Go در سال ۲۰۰۹ به عنوان یک پروژه متن‌باز معرفی شد که اعضای جامعه می‌توانستند بر روی ایده‌ها و کدها همکاری کنند و در سال ۲۰۱۲  نسخه ۱.۰ آن به طور رسمی منتشر شد.

به مرور و با گذشت سال‌ها، به‌روزرسانی‌ها و ویژگی‌های جدیدی مانند استفاده از ژنریک در سال ۲۰۲۲  به Golang اضافه شدند و به رشد شهرت این زبان  به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی افزودند. به‌طوری که امروزه شرکت‌های بزرگی مانند گوگل، Cloudflare ،Dropbox ،MongoDB ،Netflix ،SoundCloud ،Twitch و Uber استفاده می‌شود.

ویژگی‌های گولنگ

• مدیریت بسته کد: این قابلیت امکان مدیریت بسته‌های کد ساخته شده توسط کاربر و بسته‌های خارجی را بهبود می‌بخشد و این امکان را فراهم می‌کند تا بسته‌ها با استفاده از دستورات کمیاب و موثر انتشار یابند.
•  
• استقلال پلتفرم: طراحی ماژولار Go به برنامه‌ها اجازه می‌دهد که بر روی تقریبا هر پلتفرمی کامپایل شوند.
•   
• سیستم نوع داده ایستا: سیستم نوع داده ایستای Go همچنان که سازگاری بالایی دارد جلوی مشکلاتی که معمولا زبان‌های مفسری (با نوع داده داینامیک) به همراه دارند را می‌گیرد.
•  
• پشتیبانی از آزمون: آزمون‌های واحد با کد نوشته می‌شوند و به اشکال‌زدایی و اطمینان از کیفیت کد کمک می‌کنند.
•  
• مدل همزمانی: مدل همزمانی بر پایه گوروتین‌ها و کانال‌ها، امکان اجرای چندین وظیفه به‌طور همزمان را فراهم می‌کند.

مزایای زبان گولنگ

این زبان مزایای فراوانی دارد که تا این‌جا به بسیاری از آن‌ها اشاره کردیم. اما به طور کلی مهم‌ترین مزایایی که Golang دارد عبارتند از:

• سرعت سریع کامپایل و اجرا
• عدم نیاز به ماشین مجازی (VM)
• قابلیت انتقال در انواع سیستم‌ها
• همزمانی
• امکان ایجاد سیستم‌های با ارتباط‌های گسسته توسط واسط‌ها
• جمع‌آوری خودکار زباله
• امنیت حافظه
• مدیریت خطاهای مستقل
• کتابخانه‌های تعبیه‌شده گسترده

محدودیت‌های زبان گولنگ

اما با وجود همه این مزایا، Go نیز مانند هر زبان برنامه‌نویسی دیگری، یک سری محدودیت‌ها دارد. از این محدودیت‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• علی‌رغم افزودن ژنریک‌ها، این زبان همچنان بر تخصص در کد ساده و خواناتر نسبت به کد انتزاعی و ضمنی تاکید دارد
• قوانین سختگیرانه‌ای برای کدنویسی دارد
• با تکنولوژی اورلود فانکشن سازگار نیست
• شی‌گرا نیست

ابزارهای گولنگ

مهم‌ترین ابزارهای Golang عبارتند از:

• Gofmt: این ابزار به صورت خودکار کد را فرمت و ترتیب می‌دهد تا خواناتر شود.
• Go run: این ابزار کد را کامپایل و به صورت همزمان اجرا می‌کند.
• Go get: با GitHub یکپارچه می‌شود.
• Godoc: مستندات بر مبنای ساختار کد و نظرات توسعه‌دهندگان را با استفاده از HTML ایجاد می‌کند.
• Go test: تست‌های واحد و بنچمارک را اجرا می‌کند و امکان تست کد و جمع‌آوری داده‌های عملکرد را فراهم می‌کند.
• Go build: بسته‌ها و وابستگی‌های Go را به یک کتابخانه اجرایی کامپایل می‌کند.
• Go vet: کد منبع Go را برای یافتن اشتباهات و ساختارهای مشکوک مورد بررسی قرار می‌دهد.

کاربرد زبان Golang چیست؟

خدمات کانتینر

دلیل استفاده از Go در خدمات کانتینر مانند Docker و Kubernetes قابلیت همزمانی و قابلیت انتقال این زبان برنامه‌نویسی است.

خدمات شبکه و ابری

قابلیت‌ها و ابزارهای همزمانی Go و همچنین اکوسیستم آن، این زبان را برای خدمات شبکه، توابع توزیع‌شده و خدمات ابری مناسب می‌سازد. به عنوان مثال، خدمات ابری مانند OpenShift و Terraform از Go برای ایجاد API و وب سرورهای با عملکرد بالا استفاده می‌کنند. شبکه Lightning بیت‌کوین و دیگر فناوری‌های پیچیده بلاکچین نیز از Go استفاده می‌کنند.

خدمات وب

سرور پروتکل انتقال فایل ابرنتی Go که به صورت استاندارد در کتابخانه آن وجود دارد، آن را برای شرکت‌هایی مانند Netflix و Twitch برای توسعه خدمات وب و معماری سمت سرور مناسب می‌کند.

ابزارهای خط فرمان

شرکت‌هایی مانند Terraform و OpenShift از ساختار ساده Go، زمان اجرا کوتاه، بسته‌های کد منبع باز و کتابخانه استاندارد نسبتا بزرگ آن برای ایجاد رابط‌های خط فرمان استفاده می‌کنند.

ابزارها

برنامه‌های Go به سرعت شروع می‌شوند و به دلیل این که کمترین میزان کامپایل را دارند، به راحتی قابل توزیع می‌شوند. این موضوع، این امکان را فراهم می‌کند تا ابزارهایی نظیر سرورهای دسترسی مانند Teleport ایجاد شوند.

میکروسرویس‌ها

زمان شروع سریع، زمان اجرای کم و قابلیت اجرا بدون ماشین مجازی، Go را برای نوشتن میکروسرویس‌ها بسیار محبوب می‌کند. شرکت‌هایی چون Uber و BBC از این کاربرد Go استفاده می‌کنند.

علم داده

همزمانی و مدیریت حافظه Go، آن را به گزینه مناسبی برای استفاده دانشمندان داده تبدیل می‌کند تا مجموعه‌ داده‌های بزرگ را به صورت همزمان پردازش و تحلیل کنند. Go و کتابخانه‌های آن همچنین در یادگیری ماشین برای توسعه مدل‌های پیش‌بینی و انجام وظایف دیگر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تفاوت Golang با زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر

زبان گو ویژگی‌های مشابهی با زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر دارد. اما نقطه تمایز آن و هدف اصلی طراحی گو تسهیل فرآیند کامپایل سریع است.

مقایسه Go و C++

• گو مقدار خطاهای زمان اجرا و وابستگی‌ها را کاهش می‌دهد و ایمنی حافظه و مدیریت حافظه را افزایش می‌دهد، در حالی که C++ از مدیریت دستی حافظه استفاده می‌کند.
• سینتکس گو ساده‌تر و مدرن‌تراز C++ است.
• گو نوشتن کد به صورت همزمان و موازی را آسان‌تر می‌کند چرا که پشتیبانی داخلی از همزمانی از طریق گوروتین‌ها و کانال‌ها دارد.
• گو کتابخانه استاندارد کوچک‌تری نسبت به C++ دارد.

مقایسه Go و Ruby

• سینتکس گو ساده‌تر از روبی است.
• گو از یک سیستم نوع استاتیک استفاده می‌کند که در زمان کامپایل به کشف خطاها کمک می‌کند، در حالی که روبی نیاز به مترجم برای کامپایل و اجرای کد دارد که ممکن است زمان بیشتری بگیرد.
• گو از همزمانی داخلی با استفاده از گوروتین‌ها و کانال‌ها بهره می‌برد، در حالی که روبی برای مدیریت همزمانی از رشته‌ها و قفل‌ها استفاده می‌کند. این موضوع باعث می‌شود گو به نسبت روبی، برای نوشتن کد همزمان، عملکرد بهتری داشته باشد.
• گو کتابخانه استاندارد کوچک‌تری نسبت به روبی دارد.

مقایسه Go و Java

• سینتکس گو ساده‌تر از جاوا است.
• سرعت اجرا و کامپایل گو به طور کلی سریع‌تر از جاوا است، که برای اجرای کد خود نیاز به یک ماشین مجازی دارد.
• گو از همزمانی داخلی استفاده می‌کند، در حالی که جاوا از رشته‌ها و قفل‌ها استفاده می‌کند.
• گو کتابخانه استاندارد کوچک‌تری نسبت به جاوا دارد.

بازار کار گولنگ

با افزایش محبوبیت زبان Go در سال‌های اخیر، شاهد افزایش موقعیت‌های شغلی برای توسعه‌دهندگان این زبان در ایران و جهان بوده‌ایم. به طوری که بسیاری از شرکت‌های معروف جهان و حتی ایران از این زبان استفاده می‌کنند و از این جهت استخدام برنامه نویس Go در دستور کار این شرکت‌ها وجود دارد. اما موضوع به همین‌جا ختم نمی‌شود. برنامه‌نویسان این حوزه درآمد بسیار خوبی نیز دارند. متوسط درآمد سالیانه یک توسعه‌دهنده Go در آمریکا حدود ۱۲۵ هزار دلار است که رقم بسیار خوبی به حساب می‌آید. اگر سری به آگهی‌های شغلی استخدام برنامه نویس در سایت‌های کاریابی ایرانی نیز بزنید، می‌توانید به صحت این موضوع در ایران هم پی ببرید.