История и философия языка
Go Runtime и сборка мусора (GC)
Настройка окружения и CLI
Типы данных и переменные
Управляющие конструкции
Коллекции: Массивы и Слайсы
- Массивы
- Слайсы
Коллекции: Maps (Хеш-таблицы)
Функции
Структуры, Методы и Указатели
Интерфейсы
Обработка ошибок
Экосистема, HTTP и организация проекта

1. История и философия языка

Происхождение: Разработан в Google (Роберт Гризмер, Кен Томпсон, Роб Пайк). Выпущен в Open Source в 2009 году.
Цели создания:
- Ускорение сборки и разработки крупных проектов.
- Упрощение управления зависимостями.
- Повышение читаемости кода.
- Создание удобных инструментов для конкурентного программирования.
Ключевые принципы:
- Минимализм: Простой синтаксис, отсутствие лишних конструкций.
- Единообразие: Стандарт форматирования gofmt закреплен на уровне языка.
- Быстрая компиляция: Пакетная система позволяет компилировать код параллельно.
- Явное лучше неявного: Отсутствие неявных преобразований типов и скрытых исключений.

2. Go Runtime и сборка мусора (GC)

Go Runtime — это код, исполняемый в фоне вместе с приложением. Он отвечает за инициализацию памяти, планировщик горутин и работу GC.

Сборщик мусора (GC)

Алгоритм: Трассирующий конкурентный сборщик мусора на основе Concurrent Mark and Sweep (пометка и очистка).
Фазы работы:
1. Mark Setup (STW): Короткая пауза для включения барьера записи.
2. Concurrent Mark: Поиск “живых” объектов параллельно с работой кода.
3. Mark Termination (STW): Завершение пометки.
4. Concurrent Sweep: Освобождение памяти от “мертвых” объектов.
Особенности:
- Цель по STW-паузам — менее 1 мс.
- Барьеры записи (Write Barriers): Позволяют GC отслеживать изменения ссылок во время работы приложения.
- Настройка GOGC: Переменная определяет частоту запуска (дефолт 100 — запуск при удвоении кучи).

3. Настройка окружения и CLI

Переменные окружения

GOPATH: Устаревшее рабочее пространство, сейчас используется для кеша модулей и бинарных файлов.
GO111MODULE: Режим работы с модулями (по умолчанию on).
GOPROXY: Прокси для скачивания зависимостей.
GOPRIVATE: Список репозиториев, которые не нужно проверять через публичные прокси.

Основные команды CLI

go mod init <name>: Инициализация нового модуля.
go mod tidy: Синхронизация зависимостей (удаляет лишние, скачивает нужные).
go run <file>: Компиляция и мгновенный запуск.
go build: Сборка исполняемого бинарного файла.
go env: Просмотр настроек окружения.

4. Типы данных и переменные

Примитивные типы

Нулевые значения (Zero Values):
- int, float, byte, rune: 0
- bool: false
- string: ""
- pointer, slice, map, chan, interface, func: nil
Числовые типы: Строго разграничены (нельзя сложить int32 и int64 без явного приведения).
Преобразование типов: Всегда явное — int64(myInt32).

Строки, байты и руны

String: Неизменяемая последовательность байт. Длина len() возвращает количество байт, а не символов.
Byte: Алиас для uint8.
Rune: Алиас для int32, представляет один символ Unicode.
Итерация: for i := range str идет по байтам, for i, r := range str идет по рунам.

Константы и iota

const: Значения вычисляются на этапе компиляции.
iota: Целочисленный итератор внутри блока const. Сбрасывается в 0 в начале блока и увеличивается на 1 в каждой строке.

5. Управляющие конструкции

if-else: Поддерживает короткое объявление переменной в условии: if err := call(); err != nil { ... }. Область видимости переменной ограничена блоком if-else.
for: Единственный вид цикла в Go.
- Классический: for i := 0; i < 10; i++.
- Условный (как while): for condition { }.
- Бесконечный: for { }.
- Range: for k, v := range collection.
switch-case:
- Неявный break: Выполнение не проваливается в следующий case автоматически.
- fallthrough: Ключевое слово для явного проваливания в следующий блок (без проверки условия).

6. Коллекции: Массивы и Слайсы

Массивы

Фиксированная длина: Размер — часть типа ([5]int и [10]int — разные типы).
Передача: Всегда копируются по значению.

Слайсы

Структура: Слайс — это дескриптор, содержащий:
1. Pointer: Указатель на базовый массив.
2. Len: Текущая длина.
3. Cap: Емкость (размер базового массива).
Динамика: При превышении cap, append создает новый массив (обычно удвоенного размера) и копирует данные.
Копирование: Присваивание слайса (s2 := s1) копирует только дескриптор. Оба слайса будут указывать на один базовый массив (Shallow Copy).
Slicing: Выражение s[low:high] создает слайс, разделяющий память с оригиналом.

7. Коллекции: Maps (Хеш-таблицы)

Структура hmap: Заголовок содержит count, B (логарифм кол-ва бакетов), hashseed и указатель на buckets.
Бакеты (bmap): Каждый бакет хранит до 8 пар ключ-значение. Внутри бакета сначала идут tophash (8 старших бит хэша), затем 8 ключей, затем 8 значений.
Особенности:
- Небезопасны для конкурентного использования.
- Случайный порядок обхода: Go специально рандомизирует итерацию.
- Load Factor: При достижении средней нагрузки в 6.5 элементов на бакет начинается эвакуация (рост карты в 2 раза). Эвакуация происходит постепенно.
- Указатели: Нельзя взять адрес элемента карты (&m[k]), так как при росте карты элементы перемещаются в памяти.

8. Функции

Основы и Variadic-функции

Множественный возврат: Стандартный паттерн — (value, error).
Variadic (...T): Принимает любое количество аргументов, внутри функции они доступны как слайс.

Анонимные функции и замыкания

Функции — “first class citizens”: их можно передавать, возвращать и присваивать.
Замыкание (Closure): Анонимная функция, “захватывающая” переменные из своего лексического окружения.

Инициализация глобальных переменных с вызовом функций

В Go глобальные (package-level) переменные инициализируются до вызова main().
Если переменная определяется через немедленно вызываемую функцию (IIFE — Immediately Invoked Function Expression), то эта функция выполнится при старте программы:

var a = func() int {
    fmt.Println("5") // выполнится сразу при старте
    defer func() {
        fmt.Println("2") // выполнится после return
    }()
    return 0
}()

Порядок выполнения:

Инициализация переменной a:
- Создаётся анонимная функция.
- Немедленно вызывается ().
Выполняется fmt.Println("5").
Регистрируется defer.
Возвращается значение 0.
Выполняется defer, выводящий 2.

Вывод программы при старте:

5
2

Важные моменты:

Такой код выполняется до main(), даже если main() пустой.
Если убрать () после функции, она не будет вызвана при старте, а станет обычной анонимной функцией, которую можно вызвать позже:

var a = func() int {
    fmt.Println("5")
    return 0
} // без ()

Оператор defer

Откладывает выполнение функции до момента выхода из текущей функции.
LIFO: Выполняются в обратном порядке объявления.
Аргументы: Вычисляются в момент объявления defer, а не в момент выполнения.

9. Структуры, Методы и Указатели

Указатели

Хранят адрес в памяти. Нулевое значение — nil.
Разыменование nil-указателя вызывает панику.
Операторы: & (взятие адреса), * (разыменование).

Структуры и встраивание

Видимость: Поля с большой буквы — публичные, с маленькой — приватные.
Встраивание (Embedding): Позволяет встроить структуру без имени поля, “продвигая” её методы и поля на верхний уровень (замена наследованию).

Методы и ресиверы

Value Receiver (func (s T) Method()): Работает с копией. Не может изменить состояние оригинала.
Pointer Receiver (func (s *T) Method()): Работает с оригиналом через указатель. Позволяет менять поля структуры.
Соглашение: Все методы одного типа должны иметь либо только value, либо только pointer ресиверы.

10. Интерфейсы

Неявная реализация: Тип реализует интерфейс, если у него есть все методы интерфейса (без ключевых слов вроде implements).
Empty Interface (any): Удовлетворяет любому типу.
Правило: “Принимайте интерфейсы, возвращайте структуры”.
Интерфейс под капотом — это пара (type, value). Если value == nil, но type != nil, сам интерфейс не равен nil.

11. Обработка ошибок

error — это интерфейс с методом Error() string.
Идиома: Проверка ошибки сразу после вызова — if err != nil { return err }.
Wrapping: Оборачивание ошибки с помощью fmt.Errorf("...: %w", err).
Проверка:
- errors.Is(err, target): Проверка на равенство конкретной ошибке в цепочке.
- errors.As(err, &target): Проверка на принадлежность типу в цепочке.

12. Экосистема, HTTP и организация проекта

Проект:
- /cmd: Точки входа (main.go).
- /internal: Приватный код проекта.
- /pkg: Публичные библиотеки (использовать осторожно).
HTTP:
- Клиент: Нужно всегда закрывать тело ответа res.Body.Close().
- Middleware: Оборачивание http.Handler для добавления логики (логи, авторизация).
Context: Стандартный способ управления таймаутами, отменой задач и передачи метаданных (trace ID). Передается первым аргументом.

Оглавление

1. История и философия языка

2. Go Runtime и сборка мусора (GC)

Сборщик мусора (GC)

3. Настройка окружения и CLI

Переменные окружения

Основные команды CLI

4. Типы данных и переменные

Примитивные типы

Строки, байты и руны

Константы и iota

5. Управляющие конструкции

6. Коллекции: Массивы и Слайсы

Массивы

Слайсы

7. Коллекции: Maps (Хеш-таблицы)

8. Функции

Основы и Variadic-функции

Анонимные функции и замыкания

Инициализация глобальных переменных с вызовом функций

Порядок выполнения:

Важные моменты:

Оператор defer

9. Структуры, Методы и Указатели

Указатели

Структуры и встраивание

Методы и ресиверы

10. Интерфейсы

11. Обработка ошибок

12. Экосистема, HTTP и организация проекта