نصب toolchain و اولین برنامه

هدف

در پایان این درس:

• Go روی سیستم شما نصب است و می‌دانید هر بخش آن کجا قرار می‌گیرد.
• اولین برنامه را با go run اجرا و با go build به فایل اجرایی تبدیل کرده‌اید.
• می‌دانید چرا تحویل یک سرویس Go به سرور با تحویل یک پروژهٔ Django فرق اساسی دارد.

در Django برای اجرای پروژه روی سرور به مفسر Python، یک محیط مجازی و همهٔ بسته‌های نصب‌شده نیاز دارید. در Go خروجی کار یک فایل است که آن را کپی و اجرا می‌کنید. همین تفاوت، شکل Dockerfile، سرعت بالا آمدن سرویس و روش انتشار را عوض می‌کند.

مفهوم

toolchain چیست

toolchain (زنجیرهٔ ابزار) مجموعه‌ای است که با نصب Go می‌گیرید: کامپایلر، linker (پیونددهنده)، کتابخانهٔ استاندارد و دستور go که همهٔ این‌ها را هدایت می‌کند. برخلاف Python که برای قالب‌بندی، تست و مدیریت بسته به ابزارهای جدا مثل ruff، pytest و uv نیاز دارید، در Go همهٔ این کارها زیردستورهای همان go هستند.

نصب

1. دانلود و نصب

   بستهٔ سیستم‌عامل خودتان را از go.dev/dl بگیرید. در macOS می‌توانید از Homebrew هم استفاده کنید. در Windows پیشنهاد این مسیر آموزشی کار داخل WSL است.

   brew install go

   برای این مخزن هر نسخه از 1.21 به بعد کافی است، چون خود Go نسخهٔ دقیق پروژه را دانلود می‌کند. دلیلش را در ادامه می‌بینید.

2. بررسی نصب

   go version

3. دیدن محل پوشه‌ها

   go env GOROOT GOPATH GOMODCACHE GOCACHE

$ go versiongo version go1.27.4 linux/amd64$ go env GOPATH GOMODCACHE GOCACHE/home/you/go/home/you/go/pkg/mod/home/you/.cache/go-build

هر پوشه چه کاری می‌کند

نکتهٔ مهم برای کسی که از Python می‌آید: در Go محیط مجازی وجود ندارد و لازم هم نیست. بسته‌ها یک بار در GOMODCACHE ذخیره می‌شوند و هر پروژه در فایل go.mod خودش می‌گوید کدام نسخه را می‌خواهد. دو پروژه با دو نسخهٔ متفاوت از یک بسته هیچ تداخلی ندارند.

نسخهٔ Go هر پروژه در خود پروژه قفل می‌شود

فایل go.mod این مخزن را ببینید:

module github.com/alifreeguy/go-for-python-developers/code/go

go 1.27.0

toolchain go1.27.4

خط go حداقل نسخهٔ زبان را می‌گوید و خط toolchain نسخهٔ دقیق ابزار را. اگر Go نصب‌شدهٔ شما قدیمی‌تر باشد، دستور go نسخهٔ خواسته‌شده را خودش دانلود و همان را اجرا می‌کند. این رفتار را متغیر GOTOOLCHAIN کنترل می‌کند که پیش‌فرض آن auto است. نتیجه این است که همهٔ اعضای تیم و CI دقیقاً با یک نسخه کار می‌کنند، بدون ابزار جدایی مثل pyenv.

کد Go و معادل Python

ساده‌ترین برنامه در دو زبان:

package main

import "fmt"

func main() {
	fmt.Println("سلام، دنیا!")
}

print("سلام، دنیا!")

سه چیز در نسخهٔ Go اجباری است و در Python نیست:

1. هر فایل با package شروع می‌شود. برنامهٔ اجرایی باید در package main باشد.
2. هر چیزی که استفاده می‌کنید باید import شده باشد و هر چیزی که import می‌کنید باید استفاده شود.
3. نقطهٔ شروع برنامه تابع main است. کد سطح بالای فایل، آن‌طور که در Python می‌نویسید، وجود ندارد.

اجرا:

$ cd code/go$ go run ./phase00/l01_installation/examples/helloسلام، دنیا!

حالا یک مثال کمی واقعی‌تر که آرگومان خط فرمان می‌گیرد و اطلاعات محیط را چاپ می‌کند:

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"runtime"
)

func greeting(name string) string {
	if name == "" {
		name = "دنیا"
	}
	return fmt.Sprintf("سلام، %s!", name)
}

func main() {
	name := ""
	if len(os.Args) > 1 {
		name = os.Args[1]
	}

	fmt.Println(greeting(name))
	fmt.Printf("%s on %s/%s\n", runtime.Version(), runtime.GOOS, runtime.GOARCH)
}

import platform
import sys


def greeting(name: str) -> str:
    return f"سلام، {name or 'دنیا'}!"


def main() -> None:
    name = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else ""

    print(greeting(name))
    print(f"Python {platform.python_version()} on {sys.platform}/{platform.machine()}")


if __name__ == "__main__":
    main()

$ go run ./phase00/l01_installation/examples/greet گوفرسلام، گوفر!go1.27.4 on linux/amd64$ go build -o greet ./phase00/l01_installation/examples/greet$ ./greetسلام، دنیا!go1.27.4 on linux/amd64

دستور go build یک فایل اجرایی به نام greet ساخت. این فایل را می‌توانید روی هر سیستم Linux با همان معماری کپی و اجرا کنید، حتی اگر Go روی آن نصب نباشد.

مقایسهٔ کنار هم

زیر کاپوت

در Go دستور go build این کارها را می‌کند:

1. هر package را جدا کامپایل می‌کند: تجزیهٔ کد، بررسی نوع‌ها، بهینه‌سازی و تولید کد ماشین.
2. نتیجهٔ هر package را در GOCACHE نگه می‌دارد. اگر کد عوض نشده باشد، دفعهٔ بعد دوباره کامپایل نمی‌شود.
3. linker همهٔ packageها را با runtime خود Go در یک فایل می‌گذارد. runtime شامل زمان‌بند goroutineها و garbage collector است.

دستور go run همین کار را می‌کند، فایل اجرایی را در یک پوشهٔ موقت می‌سازد، اجرا می‌کند و بعد دور می‌اندازد.

چون runtime داخل فایل است، حتی برنامهٔ چاپ یک خط هم کوچک نیست. روی linux/amd64 با Go 1.27.4 فایل برنامهٔ hello حدود ۲٫۴ مگابایت شد و با حذف اطلاعات اشکال‌زدایی حدود ۱٫۵ مگابایت:

$ go build -o hello ./phase00/l01_installation/examples/hello$ ls -l hello-rwxr-xr-x 1 you you 2354953 hello$ go build -trimpath -ldflags="-s -w" -o hello ./phase00/l01_installation/examples/hello$ ls -l hello-rwxr-xr-x 1 you you 1507488 hello

در CPython مفسر کد منبع را به bytecode تبدیل می‌کند و یک حلقهٔ ارزیابی آن bytecode را دستور به دستور اجرا می‌کند. bytecode ماژول‌هایی که import می‌شوند در پوشهٔ __pycache__ ذخیره می‌شود، ولی برای اسکریپت اصلی ذخیره نمی‌شود. در هر حال مفسر باید هنگام اجرا حاضر باشد.

پیامد عملی: خطاهایی مثل نام اشتباه یک تابع یا ناسازگاری نوع در Go پیش از اجرا گرفته می‌شوند. در Python همان خطا تا وقتی آن خط اجرا نشود پنهان می‌ماند، مگر اینکه mypy یا تست آن را پیدا کند.

اشتباه‌های رایج

نکته‌های Senior

تمرین‌ها

کد شروع همهٔ تمرین‌ها در code/go/phase00/l01_installation/exercises/exercise.go و code/python/phase00/l01_installation/exercises/exercise.py است. همان فایل‌ها را کامل کنید و تست‌ها را اجرا کنید.

func Greeting(name string) string {
	return ""
}

def greeting(name: str) -> str:
    raise NotImplementedError

func BuildInfo() string {
	return ""
}

def build_info() -> str:
    raise NotImplementedError

func ToolchainVersion(goMod string) (string, bool) {
	return "", false
}

func Version() string {
	return ""
}

func FullVersion() string {
	return ""
}

آزمون

خلاصه و چک‌لیست

• Go کد را پیش از اجرا به کد ماشین کامپایل می‌کند و خروجی یک فایل اجرایی است که runtime را درون خود دارد.
• همهٔ ابزارها زیردستورهای go هستند: go run، go build، go test، go fmt و go vet.
• محیط مجازی وجود ندارد؛ go.mod هر پروژه نسخه‌ها را مشخص می‌کند و cache مشترک است.
• خط toolchain نسخهٔ دقیق ابزار را برای همهٔ تیم یکسان می‌کند.
• import و متغیر بدون استفاده خطای کامپایل است.

پیش از رفتن به درس بعد مطمئن شوید:

• go version نسخه را چاپ می‌کند.
• برنامهٔ hello را هم با go run و هم با go build اجرا کرده‌اید.
• می‌توانید بگویید GOROOT، GOMODCACHE و GOCACHE هر کدام چه چیزی نگه می‌دارند.
• تست‌های این درس با make exercise PHASE=00 LESSON=01 سبز است.

پیام commit پیشنهادی

feat(phase00): add lesson 01 installation and first program