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Go 언어 프로그래밍 학습 노트

Go 언어를 처음 접하는 사람을 위한 학습 문서. 문법 기초부터 동시성, 자료구조, 실전 패턴까지 단계적으로 다룬다.

각 챕터는 앞 챕터에서 다룬 개념만 사용하도록 의존성을 정리했다. 아직 배우지 않은 개념이 갑자기 튀어나오는 일은 없다.

1부. Go 시작하기

1장. Go 언어 소개

  • Go란 무엇인가
  • 특징과 장점
  • 어디에 쓰이는가
  • 다른 언어와의 비교

2장. 개발 환경 준비

  • Go 설치 (macOS / Windows / Linux)
  • 에디터 선택
  • 첫 프로그램: Hello, World
  • go run 과 go build 의 차이

3장. Go 프로그램의 기본 구조

  • package, import, func main 의 역할
  • 세미콜론과 중괄호 규칙
  • 주석 쓰기
  • gofmt 로 코드 정리

2부. 기본 데이터 다루기

4장. 변수와 자료형

  • 변수 선언 (var, :=)
  • 기본 자료형 (정수, 실수, 불리언, 문자열)
  • 상수 (const)
  • 타입 변환 (int(x), string(y))
  • 제로값 개념

5장. 연산자

  • 산술 / 비교 / 논리 연산자
  • 대입 연산자
  • 연산자 우선순위

6장. 문자열 다루기 기초

  • 문자열의 본질 (불변, UTF-8)
  • 연결 (+) 과 비교
  • 길이 구하기 (len)
  • 인덱싱과 슬라이싱
  • byte 와 rune 맛보기
  • 심화 내용은 27장에서

7장. fmt 패키지로 입출력

  • 출력 함수
    • Print, Println, Printf
  • 자주 쓰는 포맷 동사
    • %d, %f, %s, %t, %v, %T
  • 너비 / 자릿수 지정
  • 문자열 만들기 (Sprintf)
  • 사용자 입력 받기
    • Scan, Scanln
  • 미니 실습: 이름과 나이 입력받아 인사 출력

3부. 프로그램 흐름 제어

8장. 제어문

  • 조건문 if / else if / else
  • 분기문 switch
  • 반복문 for (세 가지 형태)
  • break, continue
  • 중첩 반복과 라벨

4부. 함수로 코드 묶기

9장. 함수

  • 함수 정의와 호출
  • 매개변수와 반환값
  • 다중 반환값
  • 명명된 반환값
  • 가변 인자
  • defer 의 동작 원리
  • 익명 함수와 클로저

10장. 변수의 범위 (Scope)

  • 변수의 범위란 무엇인가
  • 블록과 중괄호 { } 의 관계
  • 세 가지 범위
    • 패키지 수준 변수 (전역)
    • 함수 수준 변수 (지역)
    • 블록 수준 변수 (if, for, switch 안)
  • 함수 매개변수의 범위
  • 변수 가리기 (shadowing)
    • 안쪽 블록에서 같은 이름을 다시 선언하면?
    • := 때문에 생기는 흔한 함정
  • 전역 변수를 자제해야 하는 이유

5부. 여러 데이터 묶어 다루기

11장. 배열과 슬라이스

  • 배열의 한계
  • 슬라이스 선언과 사용
  • append, copy, make
  • 길이와 용량
  • 슬라이스 순회 (for range)

12장. 맵 (Map)

  • 맵 선언과 초기화
  • 값 추가 / 조회 / 삭제
  • 키 존재 여부 확인
  • 맵 순회

13장. 구조체 (Struct)

  • 구조체 정의와 필드
  • 초기화 방법들
  • 중첩 구조체
  • 익명 구조체

6부. 포인터와 추상화

14장. 포인터

  • 포인터가 왜 필요한가
  • & 와 * 의 의미
  • 함수 인자로 포인터 넘기기
  • 구조체와 포인터

15장. 메서드

  • 메서드란
  • 값 리시버 vs 포인터 리시버
  • 언제 어느 쪽을 쓰는가

16장. 인터페이스

  • 인터페이스 기초
  • 암묵적 구현
  • 빈 인터페이스 any
  • 타입 단언과 타입 스위치

17장. 제네릭 (Generics)

  • 제네릭이 왜 필요한가
    • 같은 함수를 타입마다 복사하는 문제
    • 빈 인터페이스 any 의 한계
  • 타입 매개변수 문법
    • func Sum[T int | float64](nums []T) T
  • 타입 제약 (Constraints)
    • 내장 제약: any, comparable
    • 인터페이스를 제약으로 쓰기
    • 타입 집합 int | float64
    • ~ (underlying type) 의미
  • 제네릭 함수 예제
    • Map, Filter, Reduce 직접 만들어 보기
  • 제네릭 타입 맛보기
  • 언제 쓰고 언제 안 써야 하는가

7부. 자료구조 깊이 이해하기

18장. 리스트, 큐, 스택, 링

  • Go 표준 자료구조 한눈에 보기
  • 메모리 구조부터 이해하기
    • 슬라이스 (연속 메모리)
    • 연결 리스트 (포인터로 이어진 노드)
    • 어떤 차이가 성능 차이를 만드는가
  • 이중 연결 리스트: container/list
  • 큐 (FIFO) 구현하기
    • 슬라이스로 구현 (주의점 포함)
    • container/list 로 구현
  • 스택 (LIFO) 구현하기
    • 슬라이스로 깔끔하게
  • 원형 자료구조: container/ring
  • 우선순위 큐: container/heap 맛보기
  • 연산별 속도 비교표 (Big-O)

19장. 맵 깊이 이해하기

  • 해시 테이블이란 무엇인가
    • 키를 인덱스로 바꾸는 원리
    • 해시 함수의 역할
  • Go 맵의 내부 구조
    • 버킷(bucket) 배열
    • 충돌 해결 방식 (chaining)
    • 로드 팩터와 동적 확장
  • 맵의 흥미로운 특성들
    • 왜 순회 순서가 매번 바뀌는가
    • 왜 동시 접근에 안전하지 않은가
    • nil 맵의 함정
  • 맵 vs 슬라이스 검색 속도 실험
  • 맵을 잘 쓰는 패턴
    • 집합(Set) 흉내 내기
    • 카운터로 활용하기

8부. 코드 구성과 에러 처리

20장. 패키지와 모듈

  • 패키지 만들기 / 가져오기
  • 대문자 / 소문자 export 규칙
  • go.mod, go.sum
  • 외부 패키지 사용 (go get)

21장. 에러 처리

  • error 인터페이스
  • 에러 반환 관례
  • 에러 래핑 (fmt.Errorf, %w)
  • panic 과 recover

9부. 동시성

22장. 고루틴과 채널 기초

  • 고루틴이란
    • 스레드와 무엇이 다른가
    • 가벼움 (수십만 개도 가능)
  • 고루틴 시작하기 (go f())
  • main 종료와 고루틴의 관계
  • 채널 기초
    • 송수신 문법
    • 방향 채널
    • 버퍼 vs 언버퍼
  • 채널 닫기 (close) 와 range 로 받기
  • select 문 기초
  • sync.WaitGroup 으로 끝 기다리기

23장. 동시성 문제와 뮤텍스

  • 무엇이 잘못될 수 있는가
    • 경쟁 조건의 실제 예시
    • 데이터 레이스와 경쟁 조건의 차이
  • 탐지하기: go run -race
  • 락 기반 해결
    • sync.Mutex 사용법
    • sync.RWMutex (읽기/쓰기 분리)
  • 락 함정들
    • 데드락 / 라이브락
    • 락을 든 채 블로킹하는 안티패턴
    • 락 순서 일관성 문제
  • 원자 연산 sync/atomic 맛보기

24장. 락 없이 동시성 설계하기

  • Go 의 철학
    • “공유 메모리로 통신하지 말고, 통신으로 메모리를 공유하라”
  • 락이 답이 아닌 경우들
  • 소유권 이전 패턴
    • 데이터를 한 번에 한 고루틴만 가지게 하기
  • 단일 작성자 패턴
    • 쓰기는 한 고루틴만, 읽기는 여러 고루틴
  • 영역 나누기 (Sharding / Partitioning)
    • 키별로 고루틴 분배
    • 처음부터 충돌을 없애기
  • 역할 나누기 (생산자 / 소비자)
  • 불변 데이터로 공유하기
  • 언제 락이 낫고 언제 채널이 나은가

25장. 동시성 패턴과 도구 모음

  • 실전 패턴
    • 파이프라인 (단계별 처리)
    • Fan-out / Fan-in
    • 워커 풀 정식 구현
  • context 로 취소와 타임아웃
    • context 의 등장 이유
    • 트리 형태의 전파
  • 그 밖의 동기화 도구
    • sync.Once
    • sync.Map
    • sync.Cond (간단히)
  • 고루틴 누수 (goroutine leak)
    • 어떻게 새는가
    • 어떻게 막는가
  • 동시성 디버깅 팁

10부. 효율적인 Go 프로그래밍

26장. 대용량 데이터와 메모리 효율

  • 슬라이스의 메모리 동작 이해
    • 슬라이스는 배열을 가리키는 “창문”
    • append 가 일으키는 재할당
    • make([]T, 0, cap) 으로 cap 미리 잡기
    • 부분 슬라이스가 큰 배열을 붙잡는 함정
    • copy 로 메모리 끊어내기
  • 값 전달 vs 포인터 전달
    • 큰 구조체의 복사 비용
    • 포인터 전달이 능사가 아닌 이유 (GC, 힙 할당)
    • 스택과 힙 (escape analysis 개념)
    • 언제 값, 언제 포인터?
  • 대용량 데이터 처리 패턴
    • 한 번에 다 메모리에 올리지 않기
    • DB 결과를 페이징 / 커서 / 배치로 가져오기
    • io.Reader 로 스트림 처리
    • 채널로 파이프라인 만들기
    • bufio.Scanner 로 줄 단위 처리
  • 자주 쓰이는 최적화 기법
    • strings.Builder 로 문자열 누적
    • 맵 / 슬라이스 크기 미리 지정
    • sync.Pool 로 객체 재사용
  • 성능을 직접 재 보기
    • testing.B 로 벤치마크 작성
    • pprof 맛보기 (CPU, 메모리)

11부. 표준 라이브러리 활용

27장. 문자열 다루기 심화

  • strings 패키지
  • strconv 로 변환하기

28장. 시간 다루기

  • time 패키지 기초
  • 시간 포맷팅과 파싱

29장. 파일 입출력

  • os 로 파일 열기 / 쓰기
  • bufio 로 한 줄씩 읽기
  • defer 로 안전하게 닫기

30장. JSON 다루기

  • 구조체와 JSON 매핑
  • 인코딩 / 디코딩

31장. 간단한 HTTP 서버

  • net/http 로 서버 띄우기
  • 핸들러 등록
  • JSON 응답 보내기

12부. 마무리

32장. 테스트 작성하기

  • testing 패키지
  • 단위 테스트 작성
  • go test 사용법

33장. 미니 프로젝트

  • CLI 할 일 관리 도구
  • JSON API 서버

부록

A. 자주 쓰는 go 명령어 정리

B. 초보가 자주 만나는 에러와 해결

C. 더 공부할 자료 / 공식 문서 안내