Curso de Aprender Programação em Go

1. Introdução ao Go

• O que é o Go (Golang)?
• História e filosofia de design do Go
• O Go como linguagem de programação para web e sistemas
• Características principais:
  • Tipagem estática
  • Simplicidade e legibilidade
  • Compilação rápida
  • Concorrência integrada
  • Reciclagem de memória (garbage collection)
  • Compilação multiplataforma
• Casos de uso comuns do Go
• Vantagens e limitações do Go
• Go em comparação com C/C++, JavaScript, Ruby, Python e Java
• Compreensão do ecossistema Go
• Visão geral da biblioteca padrão Go
• Módulos Go e gestão de dependências
• Anatomia de uma aplicação Go
• Prática hands-on: Examinar e executar um programa Go simples

2. Configuração do Ambiente de Desenvolvimento Go

• Instalação do Go
• Compreensão da cadeia de ferramentas Go (toolchain)
• Configuração de variáveis de ambiente
• Escolha de uma IDE ou editor de código
• Utilização da linha de comandos com Go
• Criação de um espaço de trabalho Go (workspace)
• Compreensão da estrutura de projetos Go
• Inicialização de um projeto com Go Modules
• Utilização de go mod init
• Gestão de dependências com go get
• Atualização e inspeção de dependências
• Formatação de código-fonte com gofmt
• Execução de programas com go run
• Compilação de aplicações com go build
• Instalação de aplicações Go
• Compilação cruzada (cross-compiling) de aplicações
• Prática hands-on: Criar e configurar um projeto Go dentro de um contentor

3. Variáveis, Constantes e Tipos no Go

• Declaração de variáveis
• Tipos explícitos versus inferidos
• Declarações curtas de variáveis
• Constantes
• Valores zero (zero values)
• Âmbito e ciclo de vida de variáveis
• Tipos de dados primitivos:
  • Números inteiros
  • Números com vírgula flutuante
  • Números complexos
  • Booleanos
  • Cadeias de caracteres (strings)
• Conversões de tipo
• Trabalho com Unicode e UTF-8
• Runes e bytes
• Atribuição de múltiplas variáveis
• Compreensão da segurança de tipos
• Exercício: Construir um pequeno programa de processamento de dados na linha de comandos

4. Operadores e Expressões

• Operadores aritméticos
• Operadores de comparação
• Operadores lógicos
• Operadores de atribuição
• Incremento e decremento
• Precedência de operadores
• Trabalho com cálculos inteiros e com vírgula flutuante
• Evitar erros comuns de conversão de tipos
• Exercício: Implementar lógica de cálculo e validação

5. Datas, Horas e Formatação

• Utilização do pacote time
• Criação e manipulação de datas
• Obter o tempo atual
• Fusos horários e localizações
• Análise de datas e horas
• Formatação de datas e horas
• Cálculo de durações
• Trabalho com carimbos de tempo Unix
• Gestão de timeouts
• Exercício: Adicionar carimbos de tempo e cálculos de duração a uma aplicação

6. Arrays, Slices, Maps e Structs

Arrays

• Declaração de arrays
• Inicialização de arrays
• Iteração sobre arrays
• Arrays multidimensionais

Slices

• Compreensão de slices versus arrays
• Criação de slices
• Adição de elementos
• Cópia de slices
• Comprimento e capacidade de slices
• Sub-slices
• Pegadinhas comuns com slices

Maps

• Criação de maps
• Adição e remoção de entradas
• Verificação da existência de uma chave
• Iteração sobre maps
• Maps contendo dados complexos

Structs

• Definição de estruturas

• Campos de structs

• Inicialização de structs

• Structs aninhados

• Structs anónimos

• Métodos de structs

• Tags de struct para JSON

• Prática hands-on: Modelar utilizadores, produtos e dados de aplicação utilizando structs, slices e maps

7. Lógica Condicional e Laços

• Enunciados if
• else e else if
• Declarações de variáveis dentro de condições
• Laços for
• Laços infinitos
• Condições de laço
• break e continue
• Iteração com range
• Laços aninhados
• Enunciados switch
• Switch baseados em expressões
• Casos múltiplos
• Casos padrão (default)
• Type switches
• Exercício: Implementar lógica de validação e processamento de aplicação

8. Funções

• Definição de funções
• Parâmetros de funções
• Valores de retorno
• Múltiplos valores de retorno
• Valores de retorno nomeados
• Funções variádicas
• Funções anónimas
• Valores de função
• Fechar (Closures)
• Recursão
• Passar funções como argumentos
• Funções que retornam erros
• Design de funções pequenas e reutilizáveis
• Exercício: Refatorar código existente em funções reutilizáveis

9. Ponteiros e Conceitos de Memória

• O que é um ponteiro?
• Operadores de endereço e de referência (dereference)
• Ponteiros e parâmetros de funções
• Receptores de ponteiro (Pointer receivers)
• Ponteiros para structs
• Ponteiros nulos (nil pointers)
• Quando utilizar ponteiros
• Semântica de valor versus referência
• Compreensão da gestão de memória e reciclagem do Go
• Erros comuns com ponteiros
• Prática hands-on: Modificar dados de aplicação utilizando ponteiros

10. Criação de uma Aplicação Web em Go

• Visão geral das capacidades web do Go
• Introdução ao pacote net/http
• Criação de um servidor HTTP
• Pedidos e respostas HTTP
• Métodos HTTP
• URLs de pedido e parâmetros de consulta
• Cabeçalhos HTTP
• Códigos de estado HTTP
• Fundamentos de roteamento (routing)
• Criação de manipuladores (handlers)
• Gestão de dados de formulário
• Serviço de ficheiros estáticos
• Trabalho com modelos HTML
• Variáveis de modelo e estruturas de controlo
• Estruturação de uma aplicação web
• Prática hands-on: Construir um servidor web Go básico

11. Construção de um Serviço Web RESTful

• Fundamentos da arquitetura REST
• Design de pontos de acesso (endpoints) da API
• GET, POST, PUT, PATCH e DELETE
• Trabalho com JSON
• Codificação e decodificação de JSON
• Validação de pedidos
• Códigos de estado HTTP
• Respostas de erro
• Parâmetros de consulta e parâmetros de caminho
• Estruturas de resposta da API
• Separar manipuladores da lógica de negócio
• Prática hands-on: Construir uma API REST CRUD

12. Tempo de Execução, Compilação e Construção de Projetos Go

• Compreensão do compilador Go
• Processo de compilação do Go
• go run
• go build
• go install
• go test
• Flags de compilação
• Configuração específica de ambiente
• Compilação para diferentes sistemas operativos e arquiteturas
• Produção de binários autónomos
• Gestão de configuração de aplicação
• Exercício: Compilar a aplicação para múltiplas plataformas

13. Trabalho com Ficheiros e a Web

• Abertura e fecho de ficheiros
• Leitura de ficheiros
• Escrita em ficheiros
• Criação de diretórios
• Metadados de ficheiros
• E/S com buffer (Buffered I/O)
• Trabalho com fluxos (streams)
• Leitura e escrita de ficheiros JSON
• Clientes HTTP
• Realização de pedidos HTTP saídos
• Gestão de erros de clientes HTTP
• Timeouts e cancelamento
• Processamento de respostas de API
• Prática hands-on: Recuperar dados de uma API externa e persisti-los localmente

14. Gestão de Erros e Depuração

• Abordagem do Go aos erros
• Retorno de erros de funções
• Verificação de erros
• Criação de erros personalizados
• Encapsulamento de erros (Wrapping errors)
• Adição de contexto aos erros
• errors.Is e errors.As
• Pânico e recuperação (Panic and recovery)
• Quando utilizar panic
• Depuração de problemas comuns no Go
• Registo de atividade da aplicação (Logging)
• Utilização de ferramentas de depuração Go
• Exercício: Diagnosticar e corrigir erros de aplicação introduzidos deliberadamente

15. Interfaces e Abstração

• O que é uma interface?
• Implementação implícita de interfaces
• Definição de interfaces
• Valores de interface
• Interfaces vazias / any
• Afirmações de tipo (Type assertions)
• Type switches
• Implementações por ponteiro versus valor
• Design de pequenas interfaces
• Inversão de dependências
• Utilização de interfaces para testes
• Redução do acoplamento da aplicação
• Prática hands-on: Introduzir interfaces na aplicação web de exemplo

16. Pacotes e Organização do Projeto

• Criação de pacotes
• Convenções de nomenclatura de pacotes
• Identificadores exportados e não exportados
• Importação de pacotes
• Inicialização de pacotes
• Organização de camadas da aplicação
• Pacotes internos
• Gestão de dependências com Go Modules
• Versionamento semântico
• Utilização de pacotes de terceiros
• Evitar dependências circulares
• Design de projetos Go mantíveis
• Exercício: Refatorar a aplicação em pacotes separados

17. Concorrência com Goroutines

• O que é concorrência?
• Goroutines
• Iniciar goroutines
• Compreensão da execução concorrente leve
• Desafios de sincronização
• Estado partilhado
• Condições de corrida (Race conditions)
• Utilização de sync.WaitGroup
• Mutexes e mutexes de leitura/escrita
• Operações atómicas
• Prática hands-on: Converter uma tarefa sequencial em processamento concorrente

18. Canais (Channels)

• Compreensão de canais
• Envio e receção de valores
• Canais com buffer versus sem buffer
• Comportamento bloqueante (Blocking behavior)
• Fecho de canais
• Iteração sobre canais
• Canais direcionais
• Comunicação baseada em canais
• Enunciados Select
• Timeouts e cancelamento
• Padrões de pool de trabalhadores (Worker-pool patterns)
• Padrões produtor/consumidor
• Prática hands-on: Construir um sistema concorrente de trabalhadores

19. Contexto e Gestão de Pedidos

• Por que os contextos são importantes em aplicações web
• context.Context
• Contexto com âmbito de pedido
• Cancelamento
• Prazos (Deadlines)
• Timeouts
• Propagação de contexto através das camadas da aplicação
• Cancelamento de operações de base de dados ou HTTP
• Evitar má utilização de contextos
• Exercício: Adicionar cancelamento de pedidos e timeouts à aplicação web

20. Teste de Aplicações Go

• Por que o teste automatizado é importante
• Escrita de testes unitários
• O pacote testing
• Funções de teste
• Convenções de nomenclatura de testes
• Testes orientados a tabela (Table-driven tests)
• Teste de erros
• Teste de manipuladores HTTP
• Servidores de teste HTTP
• Fixtures de teste
• Cobertura de testes
• Referências de desempenho (Benchmarks)
• Testes de exemplo
• Teste de interfaces com mocks ou falsos (fakes)
• Prática hands-on: Criar uma suite de testes para a aplicação de exemplo

21. Otimização de Desempenho

• Compreensão do desempenho de aplicações Go
• Identificação de gargalos
• Desempenho de CPU versus memória
• Estruturas de dados eficientes
• Redução de alocações desnecessárias
• Cadeias de caracteres, bytes e buffers
• Gestão de goroutines
• Evitar concorrência excessiva
• Estratégias de cache
• Considerações de base de dados e rede
• Perfilamento de aplicações (Profiling)
• Benchmarks e testes de desempenho
• Utilização das ferramentas de perfilamento do Go
• Exercício: Fazer o perfil e otimizar uma aplicação deliberadamente ineficiente

22. Segurança e Boas Práticas para Aplicações Web Robustas

• Validação de entrada do utilizador
• Gestão segura de pedidos HTTP
• Prevenção de vulnerabilidades web comuns
• Gestão de erros segura
• Conceitos de autenticação e autorização
• Gestão de segredos e configuração
• Comunicação HTTP segura
• Evitar informações sensíveis em registos
• Gestão e atualização de dependências
• Limites de recursos e timeouts de pedidos
• Exercício: Rever e reforçar a API de exemplo

23. Registo de Aplicações e Observabilidade

• Fundamentos de registo (Logging)
• Registo estruturado
• Níveis de registo
• Registo de pedidos
• Registo de erros
• Correlação e IDs de pedido
• Monitorização do comportamento da aplicação
• Métricas básicas
• Pontos de verificação de saúde (Health-check endpoints)
• Diagnóstico de problemas em produção
• Prática hands-on: Adicionar registo estruturado e verificações de saúde

24. Containerização da Aplicação Go

• Por que utilizar contentores?
• Aplicações Go e containerização
• Escrita de um Dockerfile
• Construções multi-etapa (Multi-stage builds)
• Construção de uma imagem de tempo de execução mínima
• Gestão de configuração através de variáveis de ambiente
• Redes de contentores
• Exposição de portos da aplicação
• Execução da aplicação num contentor
• Teste da aplicação containerizada
• Prática hands-on: Empacotar a aplicação Go de exemplo como um contentor pronto para produção

25. Implantação

• Preparação de uma aplicação para produção
• Construção de binários de produção
• Configuração de ambiente
• Implantação baseada em contentores
• Arquitetura de implantação
• Proxies reversos
• Considerações HTTPS/TLS
• Verificações de saúde da aplicação
• Encerramento gracioso (Graceful shutdown)
• Gestão de sinais do sistema operativo
• Escala de aplicações web Go
• Escala horizontal versus vertical
• Resolução de problemas básicos de implantação
• Prática hands-on: Implantar a aplicação web de exemplo

26. Projeto Final: Aplicação Web Go Completa

Os participantes juntam os conceitos ao desenvolver uma aplicação completa.

O projeto pode incluir:

• Inicialização de projeto com Go Modules
• Organização de pacotes
• Roteamento HTTP
• Pontos de acesso da API REST
• Gestão de pedidos e respostas JSON
• Validação de entradas
• Gestão de erros
• Interfaces
• Processamento concorrente
• Comunicação com APIs externas
• Persistência em ficheiros ou base de dados
• Testes automatizados
• Registo (Logging)
• Considerações de desempenho
• Containerização
• Configuração de produção
• Implantação

27. Revisão e Boas Práticas

• Revisão da sintaxe central do Go
• Convenções de codificação Go
• Escrita de Go idiomático
• Manter o código simples
• Design de pacotes eficaz
• Boas práticas de gestão de erros
• Princípios de design de interfaces
• Boas práticas de concorrência
• Estratégias de teste
• Considerações de desempenho
• Mantibilidade e legibilidade
• Erros comuns cometidos por novos desenvolvedores Go
• Abordagens recomendadas para continuar o desenvolvimento em Go

28. Conclusão

• Revisão dos conceitos-chave
• Revisão da aplicação web concluída
• Perguntas e discussão
• Resolução de problemas de cenários do mundo real comuns
• Próximos passos recomendados para desenvolvimento em Go
• Bibliotecas Go adicionais e recursos do ecossistema
• Oportunidades adicionais para construir serviços Go de nível de produção