Curs de pregatire Învățarea programării în Go

1. Introducere în Go

• Ce este Go (Golang)?
• Istoricul și filozofia de design a Go
• Go ca limbaj de programare pentru web și sisteme
• Caracteristici cheie:
  • Tipare statice
  • Simplificare și lizibilitate
  • Compilare rapidă
  • Concurență integrată
  • Culegerea de gunoi (Garbage Collection)
  • Compilare cross-platform
• Cazuri de utilizare frecvente pentru Go
• Avantaje și limite ale Go
• Go comparat cu C/C++, JavaScript, Ruby, Python și Java
• Înțelegerea ecosistemului Go
• Prezentarea generală a bibliotecii standard Go
• Module Go și gestionarea dependențelor
• Anatomia unei aplicații Go
• Hands-on: Examinarea și rularea unui program Go simplu

2. Configurarea mediului de dezvoltare Go

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

3. Variabile, constante și tipuri în Go

• Declarația variabilelor
• Tipuri explicite versus tipuri inferite
• Declarații scurte de variabile
• Constante
• Valori zero
• Domeniul și durata de viață a variabilelor
• Tipuri de date primitive:
  • Numere întregi
  • Numere cu virgulă mobilă
  • Numere complexe
  • Booleane
  • Șiruri de caractere (Strings)
• Conversii de tip
• Lucrul cu Unicode și UTF-8
• Runes și bytes
• Alocarea multiplă a variabilelor
• 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 atribuire
• Incrimentare și decrementare
• Precedența operatorilor
• Lucrul cu calculări cu numere întregi și cu virgulă mobilă
• Evitarea erorilor comune de conversie a tipurilor
• Exercițiu: Implementarea logicii de calculare și validare

5. Date, ore și formatare

• Folosirea pachetului time
• Crearea și manipularea datelor
• Obținerea orei curente
• Fusele orare și locațiile
• Parse-ul datelor și al orelor
• Formatarea datelor și a orelor
• Calcularea duratelor
• Lucrul cu timestamp-uri Unix
• Manageerea timeout-urilor
• Exercițiu: Adăugarea de timestamp-uri și calcule de durată într-o aplicație

6. Array-uri, Slices, Maps și Structuri

Array-uri

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

Slices

• Înțelegerea diferenței dintre slices și array-uri
• Crearea de slices
• Adăugarea elementelor
• Copierea slices
• Lungimea și capacitatea slices
• Slicing-ul slices
• Piulete (pitfalls) comune în slices

Maps

• Crearea de maps
• Adăugarea și ștergerea intrărilor
• Verificarea existenței unei chei
• Iterarea prin maps
• Maps care conțin date complexe

Structuri

• Definirea structurilor

• Câmpuri ale structurilor

• Inițializarea structurilor

• Structuri imbricate

• Structuri anonime

• Metode ale structurilor

• Tag-uri JSON pentru structuri

• Hands-on: Modelarea utilizatorilor, produselor și datelor aplicației folosind structuri, slices și maps

7. Logică condiționată și bucle

• Enunțuri if
• else și else if
• Declarația variabilelor în condiții
• Bucle for
• Bucle infinite
• Condițiile buclelor
• break și continue
• Iterarea cu range
• Bucle imbricate
• Enunțuri switch
• Switch-uri bazate pe expresii
• Cazuri multiple
• Cazuri implicite (default)
• Type switches
• Exercițiu: Implementarea logicii de validare și procesare a aplicației

8. Funcții

• Definirea funcțiilor
• Parametrii funcțiilor
• Valori returnate
• Multiple valori returnate
• Valori returnate numite
• Funcții variadice
• Funcții anonime
• Valorile funcțiilor
• Closures
• Recursivitate
• Transmiterea funcțiilor ca argumente
• Funcții care returnează erori
• Designul funcțiilor mici și reutilizabile
• Exercițiu: Refactorizarea codului existent în funcții reutilizabile

9. Pointeri și concepte de memorie

• Ce este un pointer?
• Operatorii de adresă și dereferențiere
• Pointeri și parametrii funcțiilor
• Receiveri pointeri
• Pointeri către structuri
• Pointeri nil
• Când să folosești pointeri
• Semantica de valoare versus semantica de referință
• Înțelegerea gestionării memoriei și culegerii de gunoi în Go
• Erori comune legate de pointeri
• Hands-on: Modificarea datelor aplicației folosind pointeri

10. Crearea unei aplicații web în Go

• Prezentarea generală a capabilităților web ale Go
• Introducere în pachetul net/http
• Crearea unui server HTTP
• Cereri și răspunsuri HTTP
• Metodele HTTP
• URL-uri de cerere și parametri de interogare
• Antete HTTP
• Coduri de stare HTTP
• Fundamente de rutare
• Crearea handler-elor
• Manageerea datelor de formular
• Servirea fișierelor statice
• Lucrul cu template-uri HTML
• Variabile template și structuri de control
• Structurarea unei aplicații web
• Hands-on: Construirea unui server web de bază în Go

11. Construirea unui serviciu web RESTful

• Fundamente arhitecturii REST
• Designul endpoint-urilor API
• GET, POST, PUT, PATCH și DELETE
• Lucrul cu JSON
• Encondarea și decodarea JSON
• Validarea cererilor
• Coduri de stare HTTP
• Răspunsuri cu erori
• Parametri de interogare și parametri de cale
• Structuri de răspuns API
• Separarea handler-elor de logica de business
• 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 mediului
• Construirea pentru diferite sisteme de operare și arhitecturi
• Producerea binarelor autonome
• 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 directoarelor
• Metadatele fișierelor
• I/O tamponat (Buffered I/O)
• Lucrul cu fluxuri (streams)
• Citirea și scrierea fișierelor JSON
• Clienti HTTP
• Facerea de cereri HTTP în afara
• Manageerea erorilor clientului HTTP
• Timeout-uri și anulare
• Procesarea răspunsurilor API
• Hands-on: Recuperarea datelor dintr-un API extern și persistarea lor local

14. Gestionarea erorilor și depanare (Debugging)

• Abordarea Go pentru erori
• Returnarea erorilor din funcții
• Verificarea erorilor
• Crearea erorilor custom
• Învelirea erorilor (Wrapping errors)
• Adăugarea contextului la erori
• errors.Is și errors.As
• Panic și recover
• Când să folosești panic
• Dezanarea problemelor comune în Go
• Logarea activității aplicației
• Folosirea uneltelor de debugging Go
• Exercițiu: Diagnosticarea și repararea erorilor introduce intenționat în aplicație

15. Interfețe și abstractizare

• Ce este o interfață?
• Implementarea implicită a interfețelor
• Definirea interfețelor
• Valorile interfețelor
• Interfețe goale / any
• Aserțiuni de tip
• Type switches
• Implementări cu pointer versus cu valoare
• Designul interfețelor mici
• Inversiunea dependențelor
• Utilizarea interfețelor pentru testing
• Reducerea cuplajului aplicației
• Hands-on: Introducerea interfețelor în aplicația web de exemplu

16. Pachete și organizarea proiectului

• Crearea de pachete
• Convenții de denumire a pachetelor
• Identificatori exportați și neexportați
• Importul de pachete
• Inițializarea pachetelor
• Organizarea stratului aplicației
• Pachete interne
• Gestionarea dependențelor cu Go Modules
• Versionarea semantică
• Utilizarea pachetelor de la terți
• Evitarea dependențelor circulare
• Designul proiectelor Go întreținabile
• Exercițiu: Refactorizarea aplicației în pachete separate

17. Concurență cu Goroutines

• Ce este concurența?
• Goroutines
• Startul goroutines
• Înțelegerea execuției concurente ușoare
• Provocări de sincronizare
• Stare partajată
• Condiții de cursă (Race conditions)
• Folosirea sync.WaitGroup
• Mutexuri și mutexuri de citire/scriere
• Operații atomice
• Hands-on: Conversia unei secvențiale într-o procesare concurentă

18. Canale (Channels)

• Înțelegerea canalelor
• Trimiterea și primirea valorilor
• Canale cu buffer versus fără buffer
• Comportament blocant (Blocking behavior)
• Închiderea canalelor
• Iterarea prin canale
• Canale direcționale
• Comunicare bazată pe canale
• Enunțuri Select
• Timeout-uri și anulare
• Modele Worker-pool
• Modele Producer/consumer
• Hands-on: Construirea unui sistem de lucru concurent

19. Context și gestionarea cererilor

• De ce sunt importante contextele în aplicațiile web
• context.Context
• Contextul pe cerere (Request-scoped context)
• Anulare
• Termene limite (Deadlines)
• Timeout-uri
• Propagarea contextului prin straturile aplicației
• Anularea operațiunilor de bază de date sau HTTP
• Evitarea utilizării incorecte a contextului
• Exercițiu: Adăugarea anulării cererilor și timeout-urilor în aplicația web

20. Testarea aplicațiilor Go

• De ce contează testele automatizate
• Scrierea testelor unitare
• Pachetul testing
• Funcții de test
• Convenții de denumire a testelor
• Teste bazate pe tabele (Table-driven tests)
• Testarea erorilor
• Testarea handler-elor HTTP
• Servicii de test HTTP
• Fixture-uri de test
• Copertura testelor
• Benchmark-uri
• Teste de exemplu
• Testarea interfețelor cu mocks sau fake
• Hands-on: Crearea unui suită de teste pentru aplicația de exemplu

21. Optimizarea performanței

• Înțelegerea performanței aplicațiilor Go
• Identificarea punctelor de blocare (bottlenecks)
• Performanță CPU versus memorie
• Structuri de date eficiente
• Reducerea alocațiilor inutile
• Șiruri de caractere, bytes și buffere
• Gestionarea goroutines
• Evitarea concurenței excesive
• Strategii de caching
• Considerații privind baza de date și rețeaua
• Profilarea aplicațiilor
• Benchmark-uri și testarea performanței
• Folosirea uneltelor de profilare Go
• Exercițiu: Profilarea și optimizarea unei aplicații deliberat ineficiente

22. Securitate și practici robuste pentru aplicații web

• Validarea intrărilor utilizatorului
• Manageerea sigură a cererilor HTTP
• Prevenirea vulnerabilităților web comune
• Gestionarea sigură a erorilor
• Concepte de autentificare și autorizare
• Manageerea secretelor și a configurației
• Comunicare HTTP securizată
• Evitarea informațiilor sensibile în loguri
• Gestionarea și actualizarea dependențelor
• Limite de resurse și timeout-uri de cerere
• Exercițiu: Revizuirea și întărirea securității API-ului de exemplu

23. Logarea aplicațiilor și observabilitatea

• Fundamentele logării
• Logare structurată
• Niveluri de log
• Logarea cererilor
• Logarea erorilor
• Corelarea și ID-uri de cerere
• Monitorizarea comportamentului aplicației
• Metrici de bază
• Endpoint-uri pentru verificări de sănătate (Health-check)
• Diagnosticarea problemelor de producție
• Hands-on: Adăugarea logării structurate și verificărilor de sănătate

24. Containerizarea aplicației Go

• De ce să folosești conteniere?
• Aplicații Go și containerizare
• Scrierea unui Dockerfile
• Build-uri în mai multe etape (Multi-stage builds)
• Construirea unei imagini de runtime minimale
• Manageerea configurației prin variabile de mediu
• Rețea în containere
• Expunerea porturilor aplicației
• Rularea aplicației într-un container
• Testarea aplicației containerizate
• Hands-on: Ambalarea aplicației Go de exemplu ca container gata de producție

25. Implementare (Deployment)

• Pregătirea aplicației pentru producție
• Construirea binarelor de producție
• Configurarea mediului
• Implementare bazată pe containere
• Arhitectura de implementare
• Proxii inverse
• Considerații HTTPS/TLS
• Verificări de sănătate ale aplicației
• Închidere grațioasă (Graceful shutdown)
• Gestionarea semnalelor sistemului de operare
• Scalarea aplicațiilor web Go
• Scalare orizontală versus verticală
• Troubleshooting de bază pentru implementare
• Hands-on: Implementarea aplicației web de exemplu

26. Proiect final (Capstone): Aplicație web completă în Go

Participanții combină conceptele dezvoltând o aplicație completă.

Proiectul poate include:

• Inițializarea proiectului cu Go Modules
• Organizarea pachetelor
• Rutare HTTP
• Endpoint-uri API REST
• Gestionarea cererilor și răspunsurilor JSON
• Validarea intrărilor
• Gestionarea erorilor
• Interfețe
• Procesare concurentă
• Comunicare cu API-uri externe
• Persistența datelor în fișiere sau bază de date
• Teste automatizate
• Logare
• Considerații de performanță
• Containerizare
• Configurare de producție
• Implementare (Deployment)

27. Revizuire și bune practici

• Revizuirea sintaxei de bază a Go
• Convenții de codificare Go
• Scrierea de cod idiomatice în Go
• Păstrarea codului simplu
• Design eficient al pachetelor
• Bune practici de gestionare a erorilor
• Principii de design al interfețelor
• Bune practici de concurență
• Strategii de testare
• Considerații de performanță
• Întreținere și lizibilitate
• Erori frecvente făcute de dezvoltatorii nobegin în Go
• Abordări recomandate pentru continuarea dezvoltării în Go

28. Concluzii

• Revizuirea conceptelor cheie
• Revizuirea aplicației web finalizate
• Întrebări și discuții
• Troubleshooting al scenariorilor reale comune
• Pași următori recomandați pentru dezvoltarea în Go
• Biblioteci suplimentare Go și resurse din ecosistem
• Perspective suplimentare pentru construcția de servicii Go de nivel de producție