4. WebSocket 实时通信机制

在 ERP 系统中，库存变动、订单状态更新、生产报工等场景要求数据在 秒级甚至毫秒级 内从服务器推送到客户端。传统的 HTTP 轮询（Polling）存在延迟高、带宽浪费、服务器压力大等缺陷。WebSocket 协议通过建立全双工、长连接通道，从根本上解决了 ERP 实时数据推送的难题。

4.1 为什么 ERP 需要 WebSocket

对比传统 HTTP 请求与 WebSocket 在 ERP 典型场景下的差异：

4.2 WebSocket 握手流程详解

WebSocket 连接从 HTTP 升级请求开始，经过三次握手后建立全双工通道。以下是标准握手流程的五个核心步骤：

1. 客户端发起 HTTP 升级请求： 客户端发送一个带有 Upgrade: websocket 和 Connection: Upgrade 头部的 HTTP GET 请求，同时包含 Sec-WebSocket-Key（一个随机 Base64 编码的 16 字节值）。
2. 服务器验证并响应： 服务器接收请求后，将 Sec-WebSocket-Key 与固定 GUID（258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11）拼接，进行 SHA-1 哈希后再 Base64 编码，生成 Sec-WebSocket-Accept 值。服务器返回 HTTP 101 Switching Protocols 状态码。
3. 连接协议升级完成： 客户端验证 Sec-WebSocket-Accept 值正确后，TCP 连接从 HTTP 协议切换为 WebSocket 协议。
4. 全双工数据帧传输： 双方可以随时发送数据帧，帧类型包括文本帧、二进制帧、Ping/Pong 心跳帧、关闭帧。
5. 连接关闭： 任意一方发送关闭帧（Opcode 0x08），对方回复关闭帧确认，TCP 连接释放。

4.3 ERP 实时数据推送场景

WebSocket 在 ERP 中的核心价值体现在以下三个高频场景：

4.4 数据帧结构与心跳机制

WebSocket 数据帧最小结构包含以下字段：

• FIN（1 bit）： 标记是否为消息的最后一个帧。
• Opcode（4 bits）： 0x1 文本帧、0x2 二进制帧、0x8 关闭帧、0x9 Ping、0xA Pong。
• Mask（1 bit）： 客户端发送给服务器的帧必须为 1（掩码处理），服务器到客户端为 0。
• Payload Length（7/16/64 bits）： 数据长度，根据大小使用不同扩展长度。
• Masking Key（32 bits）： 仅当 Mask=1 时存在，用于数据混淆。
• Payload Data： 实际传输的应用数据。

ERP 客户端与服务端之间通常每 30-60 秒 发送一次 Ping 帧，服务端回复 Pong 帧，用于检测连接存活状态。如果连续 3 次未收到 Pong，客户端应主动重连。

4.5 客户端连接示例（JavaScript）

// ERP WebSocket 客户端连接与重连逻辑
class ERPWebSocket {
  constructor(url, options = {}) {
    this.url = url;
    this.reconnectInterval = options.reconnectInterval || 3000;
    this.maxRetries = options.maxRetries || 10;
    this.retryCount = 0;
    this.connect();
  }

  connect() {
    this.ws = new WebSocket(this.url);

    this.ws.onopen = () => {
      console.log('ERP WebSocket 连接已建立');
      this.retryCount = 0;
      // 发送身份认证消息
      this.send({ type: 'auth', : localStorage.getItem('erp_') });
    };

    this.ws.onmessage = (event) => {
      const msg = JSON.parse(event.data);
      switch (msg.type) {
        case 'inventory_change':
          this.handleInventoryChange(msg.payload);
          break;
        case 'order_status':
          this.handleOrderStatus(msg.payload);
          break;
        case 'pong':
          // 心跳回复，无需处理
          break;
        default:
          console.warn('未知消息类型:', msg.type);
      }
    };

    this.ws.onclose = (event) => {
      console.warn('WebSocket 连接关闭, code:', event.code);
      if (this.retryCount < this.maxRetries) {
        setTimeout(() => {
          this.retryCount++;
          this.connect();
        }, this.reconnectInterval);
      }
    };

    this.ws.onerror = (error) => {
      console.error('WebSocket 错误:', error);
    };
  }

  send(data) {
    if (this.ws.readyState === WebSocket.OPEN) {
      this.ws.send(JSON.stringify(data));
    }
  }

  handleInventoryChange(payload) {
    // 更新前端库存看板
    console.log('库存变动:', payload.sku, payload.newQty);
  }

  handleOrderStatus(payload) {
    // 更新订单列表状态
    console.log('订单状态:', payload.orderId, payload.status);
  }
}

// 实例化连接
const erpWs = new ERPWebSocket('wss://erp.example.com/ws');

4.6 服务端推送示例（Node.js + ws 库）

const WebSocket = require('ws');
const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

// 存储所有已认证的客户端连接
const clients = new Map();

wss.on('connection', (ws, req) => {
  console.log('新客户端连接, IP:', req.socket.remoteAddress);

  ws.on('message', (message) => {
    try {
      const data = JSON.parse(message);
      if (data.type === 'auth') {
        // 验证  后绑定用户会话
        const userId = verifyToken(data.);
        clients.set(userId, ws);
        ws.userId = userId;
        ws.send(JSON.stringify({ type: 'auth_ok' }));
      }
    } catch (e) {
      ws.send(JSON.stringify({ type: 'error', message: '无效消息格式' }));
    }
  });

  ws.on('close', () => {
    if (ws.userId) {
      clients.delete(ws.userId);
    }
  });

  // 发送心跳 Ping
  const heartbeat = setInterval(() => {
    if (ws.readyState === WebSocket.OPEN) {
      ws.ping();
    } else {
      clearInterval(heartbeat);
    }
  }, 30000);
});

// ERP 业务系统调用推送接口
function pushInventoryChange(sku, newQty, warehouseId) {
  const message = {
    type: 'inventory_change',
    payload: { sku, newQty, warehouseId, timestamp: Date.now() }
  };
  // 广播给所有相关客户端（可按仓库过滤）
  clients.forEach((ws) => {
    if (ws.readyState === WebSocket.OPEN) {
      ws.send(JSON.stringify(message));
    }
  });
}

function pushOrderStatus(orderId, status) {
  const message = {
    type: 'order_status',
    payload: { orderId, status, timestamp: Date.now() }
  };
  // 推送给特定订单负责人
  const ownerWs = clients.get(getOrderOwner(orderId));
  if (ownerWs && ownerWs.readyState === WebSocket.OPEN) {
    ownerWs.send(JSON.stringify(message));
  }
}

4.7 连接调试与常见问题