Web 后端教程（进阶篇）教学大纲

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施工中

教学目标

• 深入原理：通过 Go 的显式特性，让学生深刻理解路由、中间件、ORM 等概念的底层实现本质。
• 培养底层思维：从一个 “框架使用者” 转变为一个能思考性能、并发、内存管理的 “工程师”。
• 掌握 Go 后端开发：熟练使用 Go 语言、Gin 框架和 GORM 来构建高性能的后端服务，并掌握 Go 的指针、错误处理等核心特性。
• 熟悉高级组件：使用 Redis 缓存，使用消息队列。
• 衔接微服务架构：理解从单体应用到微服务的演进过程，初步掌握 RPC (gRPC)、服务注册与发现、容器编排 (Kubernetes) 等核心概念。

课程大纲

Lab 0: Go 语言基础

Go 语法，Go 环境搭建，工作区概念，Go Modules, Goroutine

模块一： 重新认识路由和框架

• 路由的本质：先用 Go 标准库 net/http 手写一个简单的 Web 服务器，暴露路由函数。
• 引入 Gin: 讲解 Gin 如何用更优雅的方式解决了 net/http 的路由和分组问题。
• Gin 的 Context
• ...
• 作业:
  • 尝试使用 net/http 实现一个支持不同 HTTP 方法的路由分发器
• 拓展阅读:
  • gin-swagger
  • 大厂基于 Gin 的框架
  • GORM

模块二： 再论架构与中间件的本质

• 通过接口和构造函数手动注入依赖，本质上为了解决相同的问题
• 中间件的本质：手写一个最简单的 Gin 中间件，本质是一个接收 *gin.Context 并调用 c.Next () 的函数。责任链模式.
• ...
• 作业:
  • 替换 Gin 框架的默认 Logger 中间件
  • 实现一个 Panic 恢复中间件，确保单个请求的崩溃不会导致整个服务宕机，并能记录下崩溃的堆栈信息
• 拓展阅读:
  • Go 的闭包
  • go 的反射机制和适用场景

模块三：消息队列

• 问题引入：当服务所需要的请求量越来越多
• RabbitMQ (AMQP 模型) 和 Kafka (流模型) 的区别和适用场景
• ACK, 持久化和重试
• 什么时候应当为系统引入消息队列才不会显得累赘
• ...
• 作业:
  • 实现一个异步任务，通过 API 提交某个耗时请求之后，服务将任务放入 RabbitMQ 后立即返回，让一个 Worker 服务消费任务
• 拓展阅读:
  • 死信队列
  • Kafka 核心概念: Topic, Partition, Offset, Consumer Group
  • RocketMQ

模块四：缓存

• Redis
• 缓存的常见策略 (Cache-aside, Read-through, Write-through)
• 缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩的原因和解决方案
• Redis 常见数据结构的使用场景
• 什么时候应当引入缓存才不会显得累赘
• ...
• 作业:
  • 为某个高频读取的 API 增加 Redis 缓存 (Cache-aside), 并进行压测，对比 QPS 和响应时间。
• 拓展阅读:
  • 缓存与数据库一致性问题
  • 分布式锁的概念与基于 Redis 的实现

模块五：从单体到微服务

• 单体应用的痛点，为什么业界会需要微服务架构
• RPC 概念，以及 RPC 的底层本质
• gRPC: Protobuf, 服务定义，四种通信模式，在 Go 中的实践
• 作业:
  • 创建两个微服务：user-service 和 order-service。order-service 在创建订单时，需要通过 gRPC 调用 user-service 来验证用户信息是否存在

模块六：Kubernetes

• 什么是容器编排？为什么已经有 compose 了还需要 k8s?
• k8s 架构和核心概念讲解
• kind
• 作业:
  • 为一个简单的微服务编写 Kubernetes 的 Deployment 和 Service 的 YAML 文件，并使用 kind 在本地部署起来
  • 在 kind 集群中滚动更新 (Rolling Update) 和回滚 (Rollback) 一个服务
• 拓展阅读:
  • k8s 官方文档
  • ...

Project 2 : 电商平台

参考 2024 年字节后端青训营项目。要求使用 gRPC 的微服务架构，使用 k8s 集群进行部署.