Curs de pregatire Învățarea programării în Go

1. Introducere în Go

• Ce este Go (Golang)?
• Istoric și filozofia de design a Go
• Go ca limbaj de programare web și de sisteme
• Caracteristici principale:
  • Tipare static
  • Simplicitate și lizibilitate
  • Compilare rapidă
  • Concurență integrată
  • Colectare de gunoi (garbage collection)
  • Compilare cross-platform
• Cazuri de utilizare comune pentru Go
• Avantajele și limitările Go
• Comparația Go cu C/C++, JavaScript, Ruby, Python și Java
• Înțelegerea ecosistemului Go
• Prezentarea bibliotecii standard Go
• Module Go și gestionarea dependențelor
• Anatomia unei aplicații Go
• Practică hands-on: Examinarea și rularea unui program simplu Go

2. Configurarea mediului de dezvoltare Go

• Instalarea Go
• Înțelegerea toolchain-ului Go
• Configurarea variabilelor de mediu
• Alegerea unui IDE sau a unui editor de cod
• Utilizarea liniei de comandă cu Go
• Crearea unui workspace Go
• Înțelegerea structurii unui proiect Go
• Inițializarea unui proiect cu Go Modules
• Utilizarea go mod init
• Gestionarea dependențelor cu go get
• Actualizarea și examinarea dependențelor
• Formatarea codului sursă cu gofmt
• Rularea programelor cu go run
• Construirea aplicațiilor cu go build
• Instalarea aplicațiilor Go
• Compilarea cross-platform
• Practică hands-on: Crearea și configurarea unui proiect Go într-un container

3. Variabile, constante și tipuri în Go

• Declărarea variabilelor
• Tipuri explicite versus inferite
• Declărări scurte de variabile
• Constante
• Valorile zero
• Scopul și durata de viață a variabilelor
• Tipuri de date primitive:
  • Numere întregi
  • Numere cu virgulă mobilă
  • Numere complexe
  • Booleene
  • Șiruri de caractere
• Conversii de tip
• Lucrul cu Unicode și UTF-8
• Runes și bytes
• Atribuirea multiplă de variabile
• Înțelegerea siguranței tipurilor
• Exercițiu: Construirea unui mic program de procesare a datelor din linia de comandă

4. Operatori și expresii

• Operatori aritmetici
• Operatori de comparație
• Operatori logici
• Operatori de asignare
• Incrementare și decrementare
• Prioritatea operatorilor
• Lucrul cu calcule de numere întregi și cu virgulă mobilă
• Evitarea erorilor comune de conversie a tipurilor
• Exercițiu: Implementarea logicii de calcul și validare

5. Date, ore și formatare

• Utilizarea pachetului time
• Crearea și manipularea datelor
• Obținerea timpului curent
• Fusele orare și locațiile
• Parcarea datelor și a orelor
• Formatarea datelor și a orelor
• Calcularea duratelor
• Lucrul cu timestamps Unix
• Managementul timeout-urilor
• Exercițiu: Adăugarea timestamps-urilor și a calculelor de durată într-o aplicație

6. Array-uri, slice-uri, map-uri și struct-uri

Array-uri

• Declărarea array-urilor
• Inițializarea array-urilor
• Iterarea prin array-uri
• Array-uri multidimensionale

Slice-uri

• Înțelegerea diferenței între slice-uri și array-uri
• Crearea slice-urilor
• Adăugarea de elemente (append)
• Copierea slice-urilor
• Lungimea și capacitatea slice-urilor
• Crearea de subslice-uri
• Piulețe comune ale slice-urilor

Map-uri

• Crearea map-urilor
• Adăugarea și ștergerea de intrări
• Verificarea existenței unei chei
• Iterarea prin map-uri
• Map-uri care conțin date complexe

Struct-uri

• Definirea structurilor

• Câmpurile structurilor

• Inițializarea structurilor

• Struct-uri imbricate

• Struct-uri anonime

• Metode ale structurilor

• Tag-uri JSON pentru struct-uri

• Practică hands-on: Modelarea utilizatorilor, a produselor și a datelor aplicației folosind struct-uri, slice-uri și map-uri

7. Logica condițională și bucle

• Enunțurile if
• else și else if
• Declărierea variabilelor în interiorul condițiilor
• Buclele for
• Bucle infinite
• Condițiile buclelor
• break și continue
• Iterarea cu range
• Bucle imbricate
• Enunțurile switch
• Switch-uri bazate pe expresii
• Cazuri multiple
• Cazuri implicite (default)
• Switch-uri de tip
• Exercițiu: Implementarea logicii de validare și procesare a aplicației

8. Funcții

• Definirea funcțiilor
• Parametrii funcțiilor
• Valorile returnate
• Multe valori returnate
• Valori returnate cu nume
• Funcții variadice
• Funcții anonime
• Valori de funcții
• Closures
• Recursivitate
• Pasarea funcțiilor ca argumente
• Funcții care returnează erori
• Designul funcțiilor mici și reutilizabile
• Exercițiu: Refactorizarea codului existent în funcții reutilizabile

9. Pointere și concepte de memorie

• Ce este un pointer?
• Operatorii de adresă și de dereferențiere
• Pointere și parametrii de funcții
• Receivere cu pointer
• Pointere către struct-uri
• Pointere nil
• Când să folosești pointere
• Semantica de valoare versus referință
• Înțelegerea gestionării memoriei și a colectării de gunoi în Go
• Erori comune legate de pointere
• Practică hands-on: Modificarea datelor aplicației folosind pointere

10. Crearea unei aplicații web în Go

• Prezentarea capacităților web ale Go
• Introducere în pachetul net/http
• Crearea unui server HTTP
• Soliciteri și răspunsuri HTTP
• Metodele HTTP
• URL-urile solicitărilor și parametrii de interogare
• Header-ele HTTP
• Codurile de statut HTTP
• Fundamentele de routing
• Crearea de handler-e
• Procesarea datelor din formulare
• Servirea fișierelor statice
• Lucrul cu șabloane HTML (templates)
• Variabile și structuri de control în șabloane
• Structurarea unei aplicații web
• Practică hands-on: Construirea unui server web de bază în Go

11. Construirea unui serviciu web RESTful

• Fundamentele arhitecturii REST
• Designul endpoint-urilor API
• GET, POST, PUT, PATCH și DELETE
• Lucrul cu JSON
• Encodarea și decodarea JSON
• Validarea solicitărilor
• Codurile de statut HTTP
• Răspunsuri de eroare
• Parametri de interogare și parametri de cale
• Structura răspunsurilor API
• Separarea handler-elor de logica de business
• Practică hands-on: Construirea unui API REST CRUD

12. Runtime Go, compilare și build-uri de proiect

• Înțelegerea compilatorului Go
• Procesul de build în Go
• go run
• go build
• go install
• go test
• Flag-uri de build
• Configurarea specifică de mediu
• Construirea pentru diferite sisteme de operare și arhitecturi
• Producerea de binarii autonome (standalone)
• Gestionarea configurației aplicației
• Exercițiu: Compilarea aplicației pentru mai multe platforme

13. Lucrul cu fișiere și web

• Deschiderea și închiderea fișierelor
• Citirea fișierelor
• Scrierea fișierelor
• Crearea directorilor
• Metadatele fișierelor
• I/O tamponat (buffered)
• Lucrul cu fluxuri (streams)
• Citirea și scrierea fișierelor JSON
• Clienti HTTP
• Trimiterea de solicitări HTTP externe
• Tratarea erorilor clientului HTTP
• Timeout-uri și anulare
• Procesarea răspunsurilor API
• Practică hands-on: Recuperarea datelor dintr-un API extern și persistarea lor local

14. Gestionarea erorilor și debuging

• Abordarea Go pentru erori
• Returnarea erorilor din funcții
• Verificarea erorilor
• Crearea de erori personalizate
• Împachetarea erorilor (wrapping)
• Adăugarea de context la erori
• errors.Is și errors.As
• Panic și recover
• Când să folosești panic
• Debuging-ul problemelor comune din Go
• Logarea activității aplicației
• Utilizarea instrumentelor de debuging Go
• Exercițiu: Diagnosticarea și corectarea erorilor deliberate introduse în aplicație

15. Interfețe și abstracție

• Ce este o interfață?
• Implementarea implicită a interfețelor
• Definirea interfețelor
• Valori de interfață
• Interfețe goale / any
• Aserțiuni de tip
• Switch-uri de tip
• Implementări cu pointer versus cu valoare
• Designul interfețelor mici
• Inversia dependențelor
• Utilizarea interfețelor pentru testare
• Reducerea cuplajului aplicației
• Practică hands-on: Introducerea interfețelor în aplicația web de exemplu

16. Pachete și organizarea proiectului

• Crearea pachetelor
• Convenții de numire a pachetelor
• Identificatori exportați și neexportați
• Importarea pachetelor
• Inițializarea pachetelor
• Organizarea straturilor aplicației
• Pachete interne (internal)
• Gestionarea dependențelor cu Go Modules
• Versionare semantică
• Utilizarea pachetelor terțe
• Evitarea dependențelor circulare
• Designul proiectelor Go menținabile
• Exercițiu: Refactorizarea aplicației în pachete separate

17. Concurență cu Goroutines

• Ce este concurența?
• Goroutines
• Pornirea goroutines-urilor
• Înțelegerea execuției concurente ușoare (lightweight)
• Provocări de sincronizare
• Stare partajată
• Condiții de cursă (race conditions)
• Utilizarea sync.WaitGroup
• Mutex-uri și mutex-uri de citire/scriere
• Operații atomice
• Practică hands-on: Conversia unei task-uri secvențiale în procesare concurentă

18. Channels

• Înțelegerea channels-urilor
• Trimitea și primirea de valori
• Channels tamponate versus netamponate
• Comportamentul blocant
• Închiderea channels-urilor
• Ranging pe channels
• Channels direcționale
• Comunicare bazată pe channels
• Enunțuri Select
• Timeout-uri și anulare
• Modelul worker-pool
• Modelul producător/consumator
• Practică hands-on: Construirea unui sistem de worker concurent

19. Context și managementul solicitărilor

• De ce contează contextele în aplicațiile web
• context.Context
• Context specific solicitării (request-scoped)
• Anulare
• Termene limită (deadlines)
• Timeout-uri
• Propagarea contextului prin straturile aplicației
• Anularea operațiilor de bază de date sau HTTP
• Evitarea utilizării incorecte a contextului
• Exercițiu: Adăugarea anulării solicitărilor și a timeout-urilor în aplicația web

20. Testarea aplicațiilor Go

• De ce contează testarea automată
• Scrierea de testuri unitare
• Pachetul testing
• Funcții de test
• Convenții de numire a testurilor
• Testuri bazate pe tabele (table-driven tests)
• Testarea erorilor
• Testarea handler-elor HTTP
• Servicii de test HTTP
• Fixture-uri de test
• Coperțura testurilor (coverage)
• Benchmarks
• Testuri de exemplu
• Testarea interfețelor cu mocks sau fakes
• Practică hands-on: Crearea unui suite de testuri pentru aplicația de exemplu

21. Optimizarea performanței

• Înțelegerea performanței aplicațiilor Go
• Identificarea gâtlecurilor (bottlenecks)
• Performanța CPU versus memorie
• Structuri de date eficiente
• Reducerea alocărilor inutile
• Șiruri, bytes și buffere
• Gestionarea goroutines-urilor
• Evitarea concurenței excesive
• Strategii de caching
• Considerații legate de baza de date și rețea
• Profilarea aplicațiilor
• Benchmarks și testare de performanță
• Utilizarea instrumentelor de profilare Go
• Exercițiu: Profilarea și optimizarea unei aplicații deliberate ineficiente

22. Siguranță și practici robuste pentru aplicații web

• Validarea input-ului utilizatorului
• Tratarea sigură a solicitărilor HTTP
• Prevenirea vulnerabilităților comune web
• Gestionarea sigură a erorilor
• Concepte de autentificare și autorizare
• Gestionarea secretelor și a configurației
• Comunicare HTTP sigură
• Evitarea informațiilor sensibile în loguri
• Gestionarea și actualizarea dependențelor
• Limite de resurse și timeout-uri de solicitare
• Exercițiu: Revizuirea și întărirea (hardening) API-ului de exemplu

23. Logging și observabilitate pentru aplicații

• Fundamentele de logging
• Logging structurat
• Niveluri de log
• Logging-ul solicitărilor
• Logging-ul erorilor
• Corelarea și ID-urile de solicitare
• Monitorizarea comportamentului aplicației
• Metrics de bază
• Endpoint-uri de verificare a sănătății (health-check)
• Diagnosticarea problemelor de producție
• Practică hands-on: Adăugarea de logging structurat și health checks

24. Containerizarea aplicației Go

• De ce să folosești containere?
• Aplicații Go și containerizare
• Scrierea unui Dockerfile
• Build-uri multi-stadiu (multi-stage)
• Construirea unei imagini de runtime minimale
• Gestionarea configurației prin variabile de mediu
• Rețea de containere
• Expunerea porturilor aplicației
• Rularea aplicației într-un container
• Testarea aplicației containerizate
• Practică hands-on: Împachetarea aplicației Go de exemplu ca un container gata de producție

25. Implementare (Deployment)

• Pregătirea aplicației pentru producție
• Construirea binariilor de producție
• Configurarea mediului
• Implementarea bazată pe containere
• Arhitectura de deployment
• Proxi inversi
• Considerații HTTPS/TLS
• Verificări de sănătate ale aplicației (health checks)
• Oprire elegantă (graceful shutdown)
• Tratarea semnalelor de sistem de operare
• Scalarea aplicațiilor web Go
• Scalare orizontală versus verticală
• Troubleshooting de bază pentru deployment
• Practică hands-on: Implementarea aplicației web de exemplu

26. Capstone: Aplicație web Go completă

Participanții combină conceptele dezvoltând o aplicație completă.

Proiectul poate include:

• Inițializarea proiectului cu Go Modules
• Organizarea pachetelor
• Routing HTTP
• Endpoint-uri API REST
• Tratarea solicitărilor și răspunsurilor JSON
• Validarea input-ului
• Gestionarea erorilor
• Interfețe
• Procesare concurentă
• Comunicare cu API-uri externe
• Persistență de fișiere sau bază de date
• Testuri automate
• Logging
• Considerații de performanță
• Containerizare
• Configurarea de producție
• Deployment

27. Revizuire și bune practici

• Revizuirea sintaxei de bază Go
• Convenții de codare Go
• Scrierea de cod idiomatice în Go
• Menținerea codului simplu
• Design eficient al pachetelor
• Bunele practici de gestionare a erorilor
• Principii de design ale interfețelor
• Bunele practici de concurență
• Strategii de testare
• Considerații de performanță
• Menținabilitate și lizibilitate
• Erori comune ale dezvoltatorilor noi Go
• Aproach-uri recomandate pentru continuarea dezvoltării Go

28. Concluzii

• Revizuirea conceptelor cheie
• Revizuirea aplicației web finalizate
• Întrebări și discuții
• Troubleshooting scenarii comune din lumea reală
• Pasi următori recomandați pentru dezvoltarea Go
• Alte biblioteci Go și resurse din ecosistem
• Alte oportunități de construire a servicii Go de grad producție