Learning Go Programming培訓

1. Go語言簡介

• 什麼是 Go (Golang)？
• Go 的歷史與設計理念
• Go 作為 Web 與系統編程語言
• 主要特性：
  • 靜態類型
  • 簡單與可讀性
  • 快速編譯
  • 內建併發
  • 垃圾回收
  • 跨平台編譯
• Go 的常見應用場景
• Go 的優勢與限制
• Go 與 C/C++、JavaScript、Ruby、Python 及 Java 的比較
• 了解 Go 生態系統
• Go 標準函式庫概覽
• Go 模組與依賴管理
• Go 應用程式的組成結構
• 實務操作： 檢視並執行簡單的 Go 程式

2. 設定Go開發環境

• 安裝 Go
• 了解 Go 工具鏈
• 設定環境變數
• 選擇 IDE 或程式碼編輯器
• 使用命令列操作 Go
• 建立 Go 工作區
• 理解 Go 專案結構
• 使用 Go Modules 初始化專案
• 使用 go mod init
• 使用 go get 管理依賴
• 更新與檢視依賴
• 使用 gofmt 格式化原始碼
• 使用 go run 執行程式
• 使用 go build 建置應用程式
• 安裝 Go 應用程式
• 交叉編譯應用程式
• 實務操作： 在容器中建立並設定 Go 專案

3. Go變數、常數與型別

• 宣告變數
• 顯式與推斷型別
• 簡短變數宣告
• 常數
• 零值
• 變數的作用域與生命週期
• 基本資料型別：
  • 整數
  • 浮點數
  • 複數
  • 布林值
  • 字串
• 型別轉換
• 處理 Unicode 與 UTF-8
• 符文（Runes）與位元組（Bytes）
• 多變數賦值
• 理解型別安全
• 演習： 建構小型命令列資料處理程式

4. 運算子與表達式

• 算術運算子
• 比較運算子
• 邏輯運算子
• 賦值運算子
• 遞增與遞減
• 運算子優先順序
• 處理整數與浮點數計算
• 避免常見型別轉換錯誤
• 演習： 實作計算與驗證邏輯

5. 日期、時間與格式化

• 使用 time 套件
• 建立與操作日期
• 獲取當前時間
• 時區與地點
• 解析日期與時間
• 格式化日期與時間
• 計算持續時間
• 處理 Unix 時間戳記
• 處理逾時
• 演習： 為應用程式新增時間戳記與持續時間計算

6. 陣列、切片、映射與結構體

陣列

• 宣告陣列
• 初始化陣列
• 遍歷陣列
• 多維陣列

切片

• 理解切片與陣列的差異
• 建立切片
• 附加元素
• 複製切片
• 切片長度與容量
• 切片切分
• 切片常見陷阱

映射

• 建立映射
• 新增與移除項目
• 檢查鍵是否存在
• 遍歷映射
• 包含複雜資料的映射

結構體

• 定義結構

• 結構欄位

• 初始化結構體

• 巢狀結構體

• 匿名結構體

• 結構體方法

• JSON 結構標籤

• 實務操作： 使用結構體、切片與映射對用戶、產品及應用資料建模

7. 條件邏輯與迴圈

• if 陳述式
• else 與 else if
• 條件內的變數宣告
• for 迴圈
• 無限迴圈
• 迴圈條件
• break 與 continue
• 使用 range 進行迭代
• 巢狀迴圈
• switch 陳述式
• 基於表達式的 switch
• 多個 case
• 預設 case
• 型別 switch
• 演習： 實作應用程式驗證與處理邏輯

8. 函式

• 定義函式
• 函式參數
• 回傳值
• 多個回傳值
• 具名回傳值
• 可變參數函式
• 匿名函式
• 函式值
• 閉包
• 遞迴
• 傳遞函式作為參數
• 回傳錯誤的函式
• 設計小型可重用函式
• 演習： 將現有程式碼重構為可重用函式

9. 指標與記憶體概念

• 什麼是指標？
• 取地址與解引用運算子
• 指標與函式參數
• 指標接收者
• 指向結構體的指標
• Nil 指標
• 何時使用指標
• 值語義與引用語義
• 理解 Go 的記憶體管理與垃圾回收
• 常見的指標錯誤
• 實務操作： 使用指標修改應用程式資料

10. 在Go中建立Web應用程式

• Go 的 Web 功能概覽
• 介紹 net/http 套件
• 建立 HTTP 伺服器
• HTTP 請求與回應
• HTTP 方法
• 請求 URL 與查詢參數
• HTTP 標頭
• HTTP 狀態碼
• 路由基礎
• 建立處理器
• 處理表單資料
• 提供靜態檔案
• 使用 HTML 模板
• 模板變數與控制結構
• Web 應用程式結構化
• 實務操作： 建構基礎的 Go Web 伺服器

11. 建構RESTful Web服務

• REST 架構基礎
• 設計 API 端點
• GET、POST、PUT、PATCH 與 DELETE
• 使用 JSON
• JSON 編碼與解碼
• 請求驗證
• HTTP 狀態碼
• 錯誤回應
• 查詢參數與路徑參數
• API 回應結構
• 分離處理器與商業邏輯
• 實務操作： 建構 CRUD REST API

12. Go執行時、編譯與專案建置

• 了解 Go 編譯器
• Go 的建置流程
• go run
• go build
• go install
• go test
• 建置旗標
• 特定環境設定
• 為不同作業系統與架構建置
• 產出獨立二進位檔
• 管理應用程式設定
• 演習： 將應用程式編譯為多平台版本

13. 處理檔案與Web

• 開啟與關閉檔案
• 讀取檔案
• 寫入檔案
• 建立目錄
• 檔案中繼資料
• 緩衝 I/O
• 處理串流
• 讀取與寫入 JSON 檔案
• HTTP 客戶端
• 發送出站 HTTP 請求
• 處理 HTTP 客戶端錯誤
• 逾時與取消
• 處理 API 回應
• 實務操作： 從外部 API 擷取資料並本地持久化

14. 錯誤處理與除錯

• Go 的錯誤處理方式
• 從函式回傳錯誤
• 檢查錯誤
• 建立自訂錯誤
• 包裝錯誤
• 為錯誤新增上下文
• errors.Is 與 errors.As
• Panic 與 Recovery
• 何時使用 panic
• 除錯常見的 Go 問題
• 記錄應用程式活動
• 使用 Go 除錯工具
• 演習： 診斷並修復刻意引入的應用程式錯誤

15. 介面與抽象

• 什麼是介面？
• 隱式介面實作
• 定義介面
• 介面值
• 空介面 / any
• 型別斷言
• 型別 switch
• 指標實作與值實作
• 設計小型介面
• 依賴反轉
• 使用介面進行測試
• 降低應用程式耦合
• 實務操作： 在樣本 Web 應用程式中引入介面

16. 套件與專案組織

• 建立套件
• 套件命名慣例
• 匯出與非匯出標識符
• 導入套件
• 套件初始化
• 組織應用程式層級
• 內部套件
• 使用 Go Modules 管理依賴
• 語義化版本控制
• 使用第三方套件
• 避免循環依賴
• 設計可維護的 Go 專案
• 演習： 將應用程式重構為獨立套件

17. 使用Goroutines進行併發

• 什麼是併發？
• Goroutines
• 啟動 goroutines
• 理解輕量級併發執行
• 同步挑戰
• 共享狀態
• 競態條件
• 使用 sync.WaitGroup
• 互斥鎖與讀寫互斥鎖
• 原子操作
• 實務操作： 將順序任務轉換為併發處理

18. 通道

• 理解通道
• 發送與接收值
• 緩衝與無緩衝通道
• 阻塞行為
• 關閉通道
• 遍歷通道
• 方向性通道
• 基於通道的通訊
• Select 陳述式
• 逾時與取消
• 工作者池模式
• 生產者/消費者模式
• 實務操作： 建構併發工作者系統

19. 上下文與請求管理

• 為什麼上下文在 Web 應用程式中很重要
• context.Context
• 請求範圍的上下文
• 取消
• 截止期限
• 逾時
• 在應用程式層級傳播上下文
• 取消資料庫或 HTTP 操作
• 避免上下文誤用
• 演習： 為 Web 應用程式新增請求取消與逾時

20. 測試Go應用程式

• 為什麼自動化測試很重要
• 撰寫單元測試
• testing 套件
• 測試函式
• 測試命名慣例
• 表格驅動測試
• 測試錯誤
• 測試 HTTP 處理器
• HTTP 測試伺服器
• 測試裝置
• 測試覆蓋率
• 基準測試
• 範例測試
• 使用模擬或偽代碼測試介面
• 實務操作： 為樣本應用程式建立測試套件

21. 效能優化

• 理解 Go 應用程式效能
• 識別瓶頸
• CPU 與記憶體效能
• 高效能資料結構
• 減少不必要的記憶體分配
• 字串、位元組與緩衝區
• Goroutine 管理
• 避免過度併發
• 快取策略
• 資料庫與網路考量
• 應用程式分析
• 基準測試與效能測試
• 使用 Go 的分析工具
• 演習： 分析並優化一個刻意低效的應用程式

22. 安全性與健壯Web應用程式實務

• 驗證用戶輸入
• 安全處理 HTTP 請求
• 防止常見 Web 漏洞
• 安全的錯誤處理
• 身份驗證與授權概念
• 管理祕密與設定
• 安全的 HTTP 通訊
• 避免在日誌中記錄敏感資訊
• 依賴管理與更新
• 資源限制與請求逾時
• 演習： 審查並強化樣本 API

23. 應用程式記錄與可觀察性

• 記錄基礎
• 結構化記錄
• 日誌級別
• 請求記錄
• 錯誤記錄
• 關聯性與請求 ID
• 監控應用程式行為
• 基本指標
• 健康檢查端點
• 診斷生產環境問題
• 實務操作： 新增結構化記錄與健康檢查

24. 容器化Go應用程式

• 為什麼使用容器？
• Go 應用程式與容器化
• 撰寫 Dockerfile
• 多階段建置
• 建構最小執行時映像
• 透過環境變數管理設定
• 容器網路
• 暴露應用程式端口
• 在容器中運行應用程式
• 測試容器化應用程式
• 實務操作： 將樣本 Go 應用程式打包為生產就緒的容器

25. 部署

• 為生產環境準備應用程式
• 建置生產二進位檔
• 環境設定
• 基於容器的部署
• 部署架構
• 反向代理
• HTTPS/TLS 考量
• 應用程式健康檢查
• 優雅關閉
• 處理作業系統訊號
• 擴展 Go Web 應用程式
• 水平與垂直擴展
• 基本部署故障排除
• 實務操作： 部署樣本 Web 應用程式

26. 綜合專案：完整Go Web應用程式

學員將整合各概念，開發一個完整的應用程式。

專案可包含：

• 使用 Go Modules 初始化專案
• 套件組織
• HTTP 路由
• REST API 端點
• JSON 請求與回應處理
• 輸入驗證
• 錯誤處理
• 介面
• 併發處理
• 外部 API 通訊
• 檔案或資料庫持久化
• 自動化測試
• 記錄
• 效能考量
• 容器化
• 生產環境設定
• 部署

27. 回顧與最佳實務

• 回顧 Go 核心語法
• Go 編碼慣例
• 撰寫慣用 Go 程式碼
• 保持程式碼簡單
• 有效的套件設計
• 錯誤處理最佳實務
• 介面設計原則
• 併發最佳實務
• 測試策略
• 效能考量
• 可維護性與可讀性
• 新手 Go 開發人員常見錯誤
• 繼續 Go 開發的建議方法

28. 結論

• 關鍵概念回顧
• 完成 Web 應用程式回顧
• 提問與討論
• 排除常見真實世界情境故障
• Go 開發的後續步驟建議
• 更多 Go 函式庫與生態系統資源
• 建構生產級 Go 服務的更多機會