Golang là gì? Vì sao nên sử dụng ngôn ngữ Golang

Bizfly Cloud

3355

26-12-2024

Golang là một ngôn ngữ mã nguồn mở giúp các lập trình viên có thể dễ dàng xây dựng phần mềm một cách tin cậy và hiệu quả. Nó được xem là ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất trên thế giới và đứng sau thành công của rất nhiều phần mềm nổi tiếng như Kubernetes và Docker. 

Vậy Golang là gì và điều gì khiến nó trở nên khác biệt với những loại ngôn ngữ lập trình khác? Nếu bạn đang bắt đầu tìm hiểu về Golang hoặc muốn sử dụng thành thạo ngôn ngữ này thì bài viết của Bizfly Cloud chia sẻ dưới đây chính là điều mà bạn đang tìm kiếm.

Golang là gì?

Golang (Go Language) là một ngôn ngữ lập trình được sáng tạo và thiết kế bởi các nhân viên của Google. Tuy nhiên, Golang tồn tại như một dự án mã nguồn mở chứ không thuộc về quyền sở hữu của Google. Ngôn ngữ lập trình này được xây dựng để việc lập trình trở nên dễ đọc, đơn giản, hiệu quả và đạt được hiệu suất cao.

• Golang còn được biết đến như là một ngôn ngữ static typed. Điều này có nghĩa là mọi thứ thuộc về ngôn ngữ lập trình này đều phải có kiểu dữ liệu và nó trái ngược với các ngôn ngữ dynamic typed như Python hoặc Javascript.
• Golang tương tự như Java hay C++ bởi nó cũng là một ngôn ngữ được sử dụng cho mục đích lập trình. Tuy nhiên, tính đơn giản chính là điểm khiến cho Golang trở nên khác biệt so với các ngôn ngữ lập trình khác. Nó sở hữu những cú pháp khá tinh gọn và có mức độ tương đồng rất lớn với C++. Do đó, việc học Golang không còn là điều khó khăn nếu bạn đã quá quen thuộc với C++.
• Golang cũng có nhiều điểm chung với Java đặc biệt là khả năng xây dựng và phát triển các ứng dụng cross-platform. Điều này giúp các lập trình viên sử dụng ngôn ngữ lập trình này dễ dàng hòa nhập được vào cộng đồng lập trình cho dù nó là ngôn ngữ "sinh sau đẻ muộn".
• Golang đến từ tên miền của website chính thức là Golang.org, giúp việc tìm kiếm thông tin về ngôn ngữ lập trình này trở nên đơn giản hơn.

Nhìn chung, Golang mang tính nhỏ gọn, sắc bén và sở hữu độ tương thích rất cao. Do đó, các chương trình phần mềm được vận hành bởi Golang vô cùng nhanh chóng từ nhiều điều kiện khác nhau.

Vì sao nên học Golang?

1. Giới hạn phần cứng

Để nâng cao hiệu suất của ứng dụng, người dùng có thể nâng cấp phần cứng bằng cách sử dụng CPU có nhiều core hơn, thêm cache. Tuy nhiên, những thao tác này sẽ gây tốn kém chi phí. Bạn cũng có thể xây dựng những phần mềm tối ưu hơn để nâng cao hiệu suất nhưng hầu hết các ngôn ngữ lập trình mới hiện nay đều không mang lại hiệu quả đáng kể như Golang.

2. Tính năng Goroutines

Hầu hết các ngôn ngữ như Python, Java đều hỗ trợ tính đa luồng (multi-threading). Tuy nhiên chúng lại có những hạn chế nhất định trong việc thực thi đồng thời (concurrent execution), khóa luồng (threading-locking), race conditions và deadlocks, khiến cho việc tạo các ứng dụng đa luồng trở nên khó khăn hơn. Do đó, sẽ rất khó để giao tiếp giữa các luồng với nhau bằng những ngôn ngữ lập trình này.

Golang được ra mắt vào năm 2009 khi đã có sự xuất hiện của các vi xử lý đa nhân (multi-core processors). Đó là lý do mà ngôn ngữ lập trình này được phát triển với lưu ý về thực thi đồng thời (concurrency), và có goroutines thay cho threads.

Goroutine sở hữu ngăn xếp phân khúc có khả năng mở rộng (growable segmented stacks), giúp mở rộng bộ nhớ RAM nếu cần. Đồng thời, Goroutines cũng mất ít thời gian khởi động hơn so với threads.

Goroutines có các channel và có thể giao tiếp giữa các channel đó với nhau. Ngoài ra cũng có khóa mutex (mutex locking), giúp cho việc đọc và ghi vào một cấu trúc dữ liệu hoặc biến chung không bị xung đột.

3. Giao tiếp trực tiếp với vi xử lý thông qua mã nhị phân (binaries)

Vì Golang là ngôn ngữ biên dịch (Compiled), nên code sẽ được chuyển sang dạng mã nhị phân (binaries) để tiến hành chạy mà không cần qua trình thông dịch, giúp tối ưu hiệu suất làm việc. Tuy là ngôn ngữ lập trình cấp cao nhưng Golang cũng có hiệu suất tốt gần bằng với các ngôn ngữ lập trình cấp thấp hơn, ví dụ như C, C++.

4. Dễ dàng bảo trì và mở rộng code

Golang là ngôn ngữ lập trình được tinh gọn trong từng cú pháp, không bị dài dòng như những ngôn ngữ lập trình khác. Code được thiết kế đơn giản, dễ hiểu và hạn chế các thay đổi bên ngoài hàm (side effect) để lập trình viên có thể làm việc một cách hiệu quả nhất. Đồng thời, Golang cũng được lược bỏ nhiều tính năng của các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng (OOP) hiện đại.

Bên cạnh đó, ngôn ngữ này cũng có một số tính năng nổi bật như:

• Mọi thứ trong Golang được phân chia bằng các gói (packages)
• Có cấu trúc như ngôn ngữ C/C++
• Không hỗ trợ việc kế thừa, có thể thay đổi code dễ dàng hơn
• Không có hàm khởi tạo (constructors)
• Không có chú thích (annotations) như Java
• Không có exception nhưng lại có error, do đó sẽ không có cú pháp try/catch

5. Được thiết kế và hỗ trợ bởi Google

Google là một trong những doanh nghiệp có cơ sở hạ tầng về máy chủ đám mây lớn nhất trên toàn cầu, do đó đòi hỏi khả năng mở rộng và tính hiệu quả cao. Golang được thiết kế và phát triển bởi Google, nên có thể đáp ứng tốt các nhu cầu kể trên của doanh nghiệp hiện nay.

Khi nào nên sử dụng Golang?

Để có thể sử dụng Golang một cách tối ưu và có hiệu quả nhất thì bạn cần nắm rõ được những trường hợp nên sử dụng Golang dưới đây:

1. Phân phối các dịch vụ mạng 

Các chương trình network application chủ yếu phụ thuộc vào concurrency và native. Trong khi đó, đây chính là hai điểm mạnh nhất của Golang do nó sở hữu các channel và goroutines vô cùng ưu việt. Tối ưu hoá các tác vụ concurrency và native của các chương trình mạng để các thao tác được thực hiện trơn tru, chính xác với tốc độ diễn ra nhanh chóng nhất. Do đó, Golang được sử dụng nhiều cho các dịch vụ phân phối thông tin và điện toán đám mây nhờ những ưu điểm về độ chuẩn xác và tốc độ.

2. Thay thế cho những cơ sở hạ tầng hiện có 

Cơ sở hạ tầng của các công ty, doanh nghiệp hay tập đoàn sẽ nhanh chóng trở nên lạc hậu trước sự phát triển từng ngày của công nghệ thông tin. Do đó, Golang với sự đơn giản, gọn lẹ chính là ngôn ngữ phù hợp nhất để nâng cấp phần mềm. Ngôn ngữ lập trình này đảm bảo mang đến sự an toàn, giảm thiểu rủi ro hao hụt, mang đến cấu trúc vững chắc và dễ dàng tương thích với nhiều nền tảng khác nhau cho cơ sở hạ tầng để việc bảo trì trong tương lai trở nên đơn giản hơn.

Golang được thiết kế tinh gọn và tối giản nhưng kích thước dữ liệu của nó lại vô cùng lớn. Chỉ với một câu lệnh đơn giản, ngôn ngữ lập trình cũng sẽ tiêu tốn toàn bộ dung lượng của bộ nhớ thông thường. Do đó, Golang chỉ phù hợp sử dụng cho các dự án có quy mô mang tính phức tạp. Bạn không nên sử dụng ngôn ngữ này cho các dự án nhỏ để tránh gây phức tạp hoá cách triển khai và lãng phí tài nguyên.

Khi nào không nên sử dụng Golang

Dù Golang có rất nhiều ưu điểm, tuy nhiên không phải lúc nào nó cũng là lựa chọn tốt nhất. Sẽ có một số tình huống bạn nên cân nhắc trước khi sử dụng Golang.

- Các dự án nhỏ và đơn giản: Đối với những dự án nhỏ việc sử dụng Golang có thể sẽ thừa thãi bởi cú pháp phức tạp cũng như khả năng hỗ trợ bị hạn chế. Thay vào đó bạn nên sử dụng ngôn ngữ lập trình như Python hoặc JavaScript.

- Ứng dụng cần tốc độ phát triển nhanh: Trong môi trường phát triển nhanh thì Golang có thể không phải là lựa chọn tối ưu cho những ứng dụng cần ra mắt gấp.

- Không đủ tài liệu hoặc hỗ trợ: Một yếu tố quan trọng khi lựa chọn ngôn ngữ lập trình là sự hỗ trợ từ cộng đồng và tài liệu hướng dẫn. Mặc dù Golang ngày càng phổ biến nhưng vẫn chưa đạt được mức độ hỗ trợ như Python hay Java. Điều này có thể tạo ra khó khăn cho các lập trình viên mới khi tìm kiếm thông tin hoặc giải quyết vấn đề. 

- Các dự án yêu cầu tính tương thích cao: Khi làm việc với các dự án yêu cầu tính tương thích cao với hệ thống hiện tại, Golang sẽ không phải là lựa chọn lý tưởng. 

Đặc tính nổi bật của GoLang

Dưới đây sẽ là những đặc điểm nổi bật của Golang

Cú pháp đơn giản và rõ ràng: Golang được thiết kế với cú pháp rõ ràng, giúp người mới tiếp cận và học tập nhanh hơn.

Kiểu dữ liệu tĩnh: Golang yêu cầu mọi biến phải có kiểu dữ liệu xác định, giúp giảm thiểu lỗi trong quá trình thực thi. 

Hiệu suất biên dịch nhanh: Thời gian biên dịch của Golang rất ngắn, thường chỉ mất vài giây đến vài phút.

Hỗ trợ đồng thời: Một trong những tính năng mạnh mẽ nhất của Golang là khả năng xử lý đồng thời thông qua goroutines và channels. 

Thư viện tiêu chuẩn phong phú: Golang đi kèm với một thư viện tiêu chuẩn mạnh mẽ, cung cấp nhiều gói hữu ích cho việc phát triển ứng dụng, từ mạng đến xử lý dữ liệu.

Nền tảng độc lập: Mã nguồn của Golang có thể biên dịch thành nhị phân nhỏ gọn, cho phép chạy trên nhiều hệ điều hành mà không cần phụ thuộc vào môi trường phát triển.

Khả năng tương thích cao: Golang có thể liên kết với thư viện C và các hệ thống khác, giúp tăng cường khả năng tương tác và hiệu suất trong phát triển phần mềm.

Những ưu điểm khi sử dụng Golang

Khi sử dụng Golang, bạn sẽ nhận được một số lợi thế như là:

• Tiện ích: Tính năng nổi bật và độc quyền Goroutines chính là lợi thế lớn nhất của Golang. Tính năng này tồn tại như một công cụ tích cực giúp các lập trình viên có thể giải quyết được nhiều vấn đề. Goroutines sở hữu đa kênh và cho phép giữa các kênh có sự giao tiếp. Ngoài ra, thời gian khởi động nhanh hơn threads thông thường và có mutex locking cho phép khóa các cấu trúc dữ liệu để tránh xảy ra xung đột giữa việc đọc và ghi nhớ.
• Tốc độ: Tốc độ nhị phân của Golang sẽ chậm hơn so với C++ nhưng hiệu suất làm việc giữa Golang và C++ lại không chênh lệch quá nhiều. Tuy nhiên, so với các ngôn ngữ khác như Python, Java hay Ruby thì tốc độ của nó lại nhanh hơn nhiều.
• Linh hoạt: Các tệp dữ liệu executable do được tạo bằng toolchain của Golang nên vẫn có thể tự hoạt động một cách trơn tru mà không cần có sự xuất hiện bắt buộc của external dependencies. Toolchain của ngôn ngữ lập trình này cũng hỗ trợ rất nhiều phần cứng, hệ điều hành khác nhau và được xem là một công cụ biên dịch hệ nhị phân hiệu quả.
• Tương thích: Với khả năng liên kết với thư viện C cả bên ngoài lẫn bên trong hệ thống native mà Golang có thể tương thích với nhiều hệ thống khác nhau. Các liên kết này có khả năng bổ trợ cho hiệu suất của nhau và rút gọn tối đa thời gian phát triển phần mềm.
• Hỗ trợ: Golang luôn mang đến cho người dùng những trải nghiệm mới lạ và độc đáo do nó được liên kết với rất nhiều bên thứ ba khác nhau như MacOS, Windows, Linux,.. Ngôn ngữ lập trình này cũng được tích hợp hỗ trợ cho các môi trường phát triển phổ biến như Komodo IDE và Microsoft Visual Studio Code.

Một số nhược điểm của Golang

Bên cạnh những lợi thế lớn có thể mang đến những lợi ích khi sử dụng cho người dùng thì Golang vẫn tồn tại những hạn chế cần được cân nhắc:

• Không hỗ trợ công cụ Generics: Các mã code được tạo ra bởi Golang rất trừu tượng và khó hiểu. Do đó, nó khiến người dùng đánh mất cơ hội xây dựng nên các dòng code rõ ràng. 
• Quy tắc nghiêm ngặt: Việc hệ thống hoá quy trình thực hiện được xem là lợi thế của nhiều người nhưng nó lại giới hạn khả năng sáng tạo của người dùng. Tuy nhiên, bạn có thể khắc phục bằng cách sử dụng plugin sáng tạo để ghi đè lên những quy tắc này. 
• Sự tối giản: Golang nhẹ và nhỏ gọn nhưng đôi khi chính điều này khiến chu trình vận hành trở nên quá tải. Khả năng lưu trữ của người dùng cũng bị hạn chế bởi thư viện của ngôn ngữ này so với các ngôn ngữ khác thì không rộng rãi.  

Golang với Java và Python, C++

Dưới đây là so sánh giữa Golang và các ngôn ngữ lập trình phổ biến khác như Java, Python và C++ trên một số khía cạnh chính:

Golang vs Java

Hiệu suất:

- Golang thường cung cấp hiệu suất thời gian chạy tốt hơn 

- Java do tạo ra các tệp nhị phân nhỏ hơn và sử dụng liên kết tĩnh, không cần trình biên dịch Just-In-Time.

Hỗ trợ:

- Các ứng dụng viết bằng Java thường yêu cầu bộ nhớ lớn và thời gian khởi động lâu hơn

- Golang cung cấp hiệu suất nhanh và tiêu thụ ít tài nguyên hơn.

Golang vs Python

- Python là một ngôn ngữ lập trình tuyệt vời cho việc phát triển nhanh chóng và dễ dàng nhưng thường gặp khó khăn về hiệu suất trong các ứng dụng quy mô lớn.

- Golang có thể xử lý tốt hơn với tải công việc lớn nhờ vào khả năng quản lý bộ nhớ và hiệu suất tốt hơn. 

Golang vs C++

- C++ là một ngôn ngữ lập trình cao cấp với khả năng kiểm soát bộ nhớ tuyệt vời, nhưng cú pháp của nó phức tạp hơn và có thể gây khó khăn cho những lập trình viên mới.

- Golang cung cấp sự kết hợp giữa hiệu suất và mức độ dễ dàng trong việc phát triển. 

Những ứng dụng phổ biến của Golang

Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của Golang:

Phát triển ứng dụng web

Nhờ vào khả năng xử lý đồng thời và hiệu suất cao nên hiện nay nhiều công ty đang chọn Golang để phát triển ứng dụng web. Các framework phát triển web như: Gin, Echo, và Revel.

Microservices và API

Microservices là một kiến trúc phổ biến trong phát triển phần mềm hiện đại. Golang rất phù hợp để xây dựng microservices nhờ vào khả năng xử lý song song và tiêu thụ tài nguyên thấp. Nhiều công ty lớn đã chọn Golang để phát triển các dịch vụ API vì tính hiệu quả và khả năng mở rộng của nó. Bằng cách sử dụng Golang, các tổ chức có thể phát triển và triển khai dịch vụ một cách nhanh chóng và dễ dàng.

DevOps và công nghệ đám mây

Trong lĩnh vực DevOps và công nghệ đám mây, Golang đã trở thành một lựa chọn phổ biến cho việc phát triển các công cụ tự động hóa và quản lý hệ thống. Nhiều công cụ nổi tiếng như Docker và Kubernetes đều được viết bằng Golang.

Blockchain và Cryptocurrency

Golang cũng đang dần trở thành một lựa chọn phổ biến trong lĩnh vực blockchain và cryptocurrency. Nhiều dự án blockchain lớn như Ethereum và Hyperledger Fabric đã sử dụng Golang, nhờ vào hiệu suất cao và khả năng xử lý đồng thời của nó. 

Ứng dụng doanh nghiệp và thương mại điện tử

- Uber: Sử dụng Golang trong hệ thống định vị địa lý để cải thiện dịch vụ đặt xe1.

- PayPal: Golang được sử dụng để phát triển các hệ thống thanh toán và API2.

- Trivago: Sử dụng Golang trong dịch vụ thương mại điện tử.

Hướng dẫn cài đặt Golang trên Windows 10

Để cài đặt chạy Golang thành công trên Windows 10, bạn có thể làm theo hướng dẫn sau:

• Bước 1: Tải Golang từ trang web https://go.dev/.
• Bước 2: Mở dấu nhắc lệnh (nhập "cmd" vào thanh tìm kiếm của Windows và chọn ứng dụng đầu tiên được hiển thị), gõ "go" và enter trước khi tiến hành cài đặt Go.
• Bước 3: Nhấn chuột vào trình cài đặt đã tải xuống để cài đặt Go và làm theo lời nhắc.
• Bước 4: Sau khi cài đặt "Đi qua trình cài đặt", quay lại dòng lệnh và tiếp tục nhập "Go" để thấy được một số lệnh có sẵn.
• Bước 5: Định cấu hình các biến môi trường để thiết lập không gian làm việc của Go.
• Bước 6: Trên thanh tìm kiếm của Windows, tìm kiếm env và chọn "Chỉnh sửa các biến môi trường hệ thống"
• Bước 7: Lựa chọn "Environment Variables" và thay đổi giá trị của "Gopath" biến vào thư mục.
• Bước 8: Đảm bảo chọn Gopath và chọn "chỉnh sửa".
• Bước 9: Chọn "Thư mục trình duyệt".
• Bước 10: Chọn thư mục đã tạo tại bước 5, chọn Ok - > Tiếp tục chọn OK -> Chọn OK một lần nữa để hoàn tất việc cài đặt Golang.

Có thể thấy, Golang là một ngôn ngữ lập trình nhỏ gọn, nhanh nhẹn và sắc bén trong việc xây dựng và vận hành các chương trình phần mềm với nhiều điều kiện khác nhau. So sánh với nhiều loại ngôn ngữ lập trình phổ biến thậm chí là Python thì Golang cũng không hề kém cạnh nhờ khả năng đáp ứng được đa dạng nhu cầu lập trình thường thấy của các lập trình viên. 

Việc hiểu rõ Golang là gì cũng như các kiến thức tổng quan khác mà Bizfly Cloud chia sẻ sẽ giúp bạn rất nhiều trong việc trang bị những kỹ năng cần thiết để lập trình và xây dựng các chương trình phần mềm hiệu quả.

>>> Xem thêm: Các dịch vụ tự động mở rộng quy mô và tự vệ ở Golang