Ngôn ngữ lập trình GoLang là gì? Giới thiệu về ngôn ngữ Go

Tại sao ngôn ngữ Go được các nhà phát triển dự án Docker và Kubernetes lựa chọn? Chức năng Go là gì? Bài viết này, Newwave Solutions sẽ chia sẻ ngôn ngữ lập trình GoLang là gì? Giới thiệu về ngôn ngữ Go chi tiết. Cùng tìm hiểu qua những thông tin chi sẻ sau.

Golang là gì?

Trong số những ngôn ngữ lập trình mới, Go language framework đã thu hút được sự chú ý đặc biệt. Vậy Go là gì? Ngôn ngữ Go có gì đặc biệt?

Go, hay còn được gọi là ngôn ngữ Golang lập trình mã nguồn mở. Go language được thiết kế tại Google bởi nhóm Robert Griesemer, Rob Pike và Ken Thompson. Ngôn ngữ lập trình Go được phát triển với mục tiêu đơn giản, hiệu suất cao và tăng tính dễ đọc.

Ngôn ngữ lập trình Go được thiết kế với cú pháp tương đối giống với ngôn ngữ lập trình C, nhằm giúp lập trình viên đã quen thuộc với cú pháp C hoặc các ngôn ngữ tương tự có thể chuyển đổi sang lập trình Go, đọc ngôn ngữ Go một cách dễ dàng. Điều này cũng giúp cho việc học và làm quen với mảng Go trở nên thuận tiện.

Go (Golang) còn được biết đến là ngôn ngữ static typed. Tất cả go framework đều phải có kiểu dữ liệu, trái với các ngôn ngữ dynamic typed Python hay Javascript. Bản thân ngôn ngữ go là một Compile Programming Language – ngôn ngữ lập trình có trình biên dịch để chuyển qua file thực thi.

Một trong những lợi ích của ngôn ngữ Go programming language là sự ngắn gọn và đơn giản. Ngôn ngữ Go hạn chế việc sử dụng các ký tự đặc biệt nên mã nguồn trở nên dễ đọc hiểu. Tuy nhiên, có một số chức năng Go có thể gây khó chịu cho người mới bắt đầu. Trong đó bao gồm khái niệm mới và cách thức hoạt động của ngôn ngữ Go lập trình web app.

Mặc dù cú pháp Go cần thời gian làm quen và nắm bắt hoàn toàn, nhưng chương trình ngôn ngữ Go được coi là rất hữu ích cho việc phát triển phần mềm. Go cung cấp tính năng lý bộ nhớ tự động (garbage collection), hệ sinh thái phong phú của các thư viện chuẩn, hỗ trợ đa luồng (concurrency).

Xem thêm: Quy trình thiết kế App Mobile với 07 bước thực hiện chuyên nghiệp

Thời điểm nên sử dụng Golang là gì?

Ngoài thắc mắc ngôn ngữ Go là gì thì nhiều lập trình viên vẫn đang thắc mắc khi nào nên dùng golang go?

Trên thực tế, không có ngôn ngữ lập trình nào là hoàn hảo nhưng lại có những ngôn ngữ phù hợp cho nhiều mục đích hơn hẳn. Vậy Ngôn ngữ lập trình Google Go nên dùng khi nào? Ứng dụng web lập trình bằng ngôn ngữ Go phù hợp với các ứng dụng như:

Phân phối dịch vụ mạng – Network Service

Các Network Application (Chương trình ứng dụng mạng) có tồn tại không còn dựa vào Concurrency và tính năng Native Concurrency của ngôn ngữ. Các Goroutines và Channel có phù hợp cho nhiệm vụ không. Một số dự án Go dành riêng cho Network, có chức năng phân phối dịch vụ đám mây: Web Server, Minimal Frameworks hay Go language API.

Tiềm năng phát triển của đám mây Cloud Native

Cùng với sự phát triển của Cloud Native, các tính năng Network và Concurrency của Golang cho tính linh hoạt cao khiến nó phù hợp cho mục đích xây dựng Cloud Native.

Đội ngũ phát triển ngôn ngữ Go đã sử dụng để xây dựng, phát triển ứng dụng dựa vào Cloud Native hoặc dựa trên Containerization Docker.

Cơ sở hạ tầng hiện đại

Hầu hết các phần mềm trước đây phụ thuộc vào hệ thống cơ sở Internet cũ, bị lỗi thời. Các coder sử dụng Golang web framework trong việc viết chương trình mang lại nhiều tiện ích. Có thể kể đến như dễ dàng triển khai trên nhiều nền tảng, bộ nhớ an toàn, dễ dàng bảo trì. Một trường hợp thực tế chứng minh, một Server SSH như Teleport hay phiên bản mới của Network Time Protocol lập trình bằng ngôn ngữ Go thành ứng dụng web Golang sẽ cung cấp cho người dùng phương pháp hiệu quả hơn.

Tại sao chúng ta nên học ngôn ngữ Go?

Giới hạn về phần cứng

Điểm mạnh của Go là khả năng tối ưu hiệu suất ứng dụng. Thay vì nâng cấp phần cứng, go web app tập trung xây dựng phần mềm tối ưu. Không phải doanh nghiệp nào cũng có sẵn tài ngân sách để nâng cấp phần cứng. Đồng thời, nâng cấp phần cứng cũng không đảm bảo hiệu suất toàn diện.

Một số ngôn ngữ lập trình mới không đạt được hiệu suất mong muốn, nhưng Go web framework được thiết kế để đáp ứng yêu cầu đặc biệt này. Với cú pháp đơn giản, ngôn ngữ Go cho phép lập trình viên viết mã nguồn dễ đọc, hỗ trợ đa luồng, tăng hiệu suất ứng dụng.

Đây là cơ sở vững chắc để xây dựng các dự án, các phần mềm lớn cần được tối ưu tài nguyên và tăng tính hiệu suất.

Tính năng goroutines

Tính năng goroutines ra đời để giải quyết những vấn đề thực thi đồng thời, ngôn ngữ Python và Java. Ứng dụng đa luồng trên Python, Java gặp vấn đề về khóa luồng, deadlocks, race conditions. Go có thể dễ dàng được chuyển đổi qua Go C, Go Python.

Tuy nhiên, Go được phát triển vào năm 2009, khi dịch vụ vi mô ngôn ngữ Go trở nên phổ biến. Vì vậy, Go được thiết kế với mục đích chú trọng đến tính thực thi đồng thời, sử dụng goroutines thay cho threads.

Thêm vào đó, Golang language có hỗ trợ một phương thức giao tiếp giữa các Goroutines rất đặc biệt với từ khoá “channel”. Có một câu nói nổi tiếng về Channel: “Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating”

Câu nói này được dịch là: Đừng giao tiếp bằng việc chia sẻ bộ nhớ, mà hãy dùng giao tiếp để chia sẻ bộ nhớ. Đây là một câu nói hay, chúng ta sẽ dùng kênh giao tiếp để chia sẻ thông tin (bộ nhớ) giữa các Goroutines để chia sẻ bộ nhớ cho nhau.

Goroutine có thể mở rộng ngăn xếp phân khúc, cho phép sử dụng nhiều bộ nhớ RAM hơn nếu có nhu cầu, thời gian khởi động nhanh hơn threads.

Goroutines hỗ trợ các channel để giao tiếp với nhau. Trình biên dịch ngôn ngữ Go sẽ giải quyết vấn đề giao tiếp giữa các luồng.

Goroutines cũng hỗ trợ khóa mutex để đảm bảo sự đồng bộ dữ liệu và tránh xung đột.

Ngôn ngữ Go giao tiếp với vi xử lý bằng mã nhị phân (binaries) trực tiếp

So với ngôn ngữ thông dịch (interpreted programming language) Java và Python, ngôn ngữ C và C++ biên dịch (compiled programming language) mang lại hiệu suất cao hơn nhiều.

Xem hình dưới đây để thấy sự khác nhau giữa ngôn ngữ thông dịch và biên dịch.

Trong các ngôn ngữ biên dịch như Pascal, C, C++, Go, mã nguồn được chuyển đổi thành mã máy dưới dạng nhị phân và có thể chạy trực tiếp.

Trong các ngôn ngữ thông dịch như Python, Ruby, PHP, Javascript, mã nguồn được chuyển đổi thành mã byte code, chỉ có trình thông dịch mới đọc được. Sau đó, trình thông dịch chuyển đổi tiếp sang mã nhị phân để vi xử lý máy tính thực thi.

Go là ngôn ngữ biên dịch nên mã nguồn được chuyển đổi trực tiếp thành mã nhị phân để thực thi. Mặc dù Go là ngôn ngữ lập trình cấp cao, nhưng hiệu suất không kém ngôn ngữ lập trình cấp thấp như C, C++.

Code Go dễ bảo trì và mở rộng

Go là ngôn ngữ lập trình với cú pháp ngắn gọn, không phức tạp như các ngôn ngữ khác.

Người thiết kế Go programming language tại Google tập trung vào đơn giản mã nguồn và tạo ra môi trường làm việc hiệu quả cho hàng ngàn lập trình viên cùng làm việc chung trên một dự án. Code trong Go dễ đọc, dễ hiểu để đảm bảo tính nhất quán và tiện lợi khi làm việc nhóm.

Go đã loại bỏ nhiều tính năng của ngôn ngữ hướng đối tượng (OOP) hiện đại. Những gì bạn có thể làm với ngôn ngữ Go là thay vì sử dụng class, hãy sử dụng struct tương tự trong ngôn ngữ C/C++. Kế thừa cũng không được hỗ trợ trong Go, điều này giúp code dễ thay đổi, không tác động phụ đến các phần kế thừa.

Go không có hàm khởi tạo (constructors) và chú thích (annotations) như Java. Ngoài ra, Go cũng không hỗ trợ generics, exception (thay vào đó sử dụng error) và cú pháp try/catch.

Đứng sau ngôn ngữ lập trình Go là Google

Go là một ngôn ngữ lập trình được phát triển và được hỗ trợ bởi Google. Google là công ty công nghệ hàng đầu với cơ sở hạ tầng mạnh mẽ trong lĩnh vực máy chủ đám mây. Quy mô lớn và đáp ứng yêu cầu về khả năng mở rộng, Google đã thiết kế Go và thực hiện các dự án ứng dụng web Golang.

Ngoài Google, Go cũng đã được sử dụng rộng rãi tại các công ty công nghệ khác như Intel, BBC, IBM. Điều này cho thấy sự phổ biến và sự tin dùng của ngôn ngữ này trong cộng đồng lập trình máy tính và doanh nghiệp trên toàn thế giới.

Chương trình ngôn ngữ Go phù hợp các dự án nào?

Go đã được sử dụng để phát triển nhiều dự án nổi tiếng, bao gồm:

• Docker: Nền tảng được sử dụng để xây dựng, kiểm thử và triển khai ứng dụng nhanh chóng bằng cách sử dụng các container. Go được sử dụng để phát triển phần lõi của Docker.
• Kubernetes: Hệ thống mã nguồn mở giúp quản lý và mở rộng các ứng dụng dựa trên container một cách tự động. Go được sử dụng để phát triển một số thành phần quan trọng trong dự án Kubernetes.
• Istio: Được xây dựng trên nền tảng Go, Istio là hệ thống hạ tầng giúp quản lý và kết nối các thành phần trong mô hình kiến trúc microservices. Istio cung cấp các tính năng quản lý dịch vụ, điều hướng mạng, bảo mật dữ liệu.
• NATS: Là hệ thống gửi và nhận tin nhắn (message system) quan trọng trong kiến trúc giao tiếp dựa trên sự xuất bản/đăng ký (publish/subscribe) và sự kích hoạt sự kiện (event-driven). NATS được viết bằng Go và được người dùng đánh giá hiệu suất cao.
• Consul: Dịch vụ (service) thiết lập mạng trong mô hình kiến trúc microservices. Consul quản lý các tính năng điều hướng, phát hiện dịch vụ, bảo mật.

Nếu doanh nghiệp đang có nhu cầu phát triển các dịch vụ theo tiêu chuẩn Cloud Native, việc sử dụng Go có thể là một lựa chọn nên cân nhắc. Ngôn ngữ này đã được chứng minh là phù hợp trong việc xây dựng các dự án Cloud Native, như các dự án được liệt kê ở trên.

Go không chỉ giới hạn phát triển các dự án phức tạp, mà nó cũng phù hợp cho những dự án phổ biến hơn như viết dịch vụ REST API, Web Service và các ứng dụng chạy bởi câu lệnh terminal (CLI). Lập trình viên có thể sử dụng Go cho nhiều mục đích khác nhau và tận dụng được những lợi ích của ngôn ngữ này khi xây dựng các ứng dụng dựa trên nền tảng Cloud Native.

Với Go, các lập trình viên có thể tận dụng cú pháp đơn giản, mang lại hiệu suất cao của ngôn ngữ này để xây dựng các dịch vụ dễ bảo trì và có khả năng mở rộng, phát triển lâu dài. Đồng thời, cộng đồng sử dụng ngôn ngữ Go ngày nay càng lớn mạnh và hỗ trợ nhau phát triển. Bạn tham gia cộng đồng sẽ được giao lưu kiến thức, tìm kiếm tài liệu và giải quyết vấn đề linh hoạt, nhanh chóng.

Vì vậy, ngôn ngữ lập trình Go là một lựa chọn hợp lý khi doanh nghiệp muốn phát triển các dịch vụ, ứng dụng theo tiêu chuẩn Cloud Native. Đồng thời, dịch vụ đó cũng có thể được sử dụng cho nhiều mục đích phát triển khác trong lĩnh vực công nghệ thông tin.

Trên đây là bài viết chia sẻ Ngôn ngữ lập trình GoLang là gì? Giới thiệu về ngôn ngữ Go. Tương lai của Golang chỉ mới bắt đầu và nó sẽ được xây sử dụng trong cloud để doanh nghiệp có thể xây dựng cơ sở hạ tầng mở rộng, duy trì trong thời gian dài. Hy vọng những thông tin trên sẽ giúp các bạn nắm rõ hơn về ngôn ngữ lập trình Go. Cảm ơn các bạn đã đọc!