消息钩子函数入门篇

消息钩子函数入门篇

2018年08月23日 00:02:04 stone5555 阅读数 419更多

分类专栏： VC 编程

       Windows 系统是建立在事件驱动的机制上的，说穿了就是整个系统都是通过消息的传递来实现的。而钩子是 Windows系统中非常重要的系统接口，用它可以截获并处理送给其他应用程序的消息，来完成普通应用程序难以实现的功能。
钩子可以监视系统或进程中的各种事件消息，截获发往目标窗口的消息并进行处理。
这样，我们就可以在系统中安装自定义的钩子，监视系统中特定事件的发生，完成特定的功能，比如截获键盘、鼠标的输入，屏幕取词，日志监视等等。
可见，利用钩子可以实现许多特殊而有用的功能。因此，对于高级编程人员来说，掌握钩子的编程方法是很有必要的。

钩子的类型

一、按事件分类，有如下的几种常用类型

(1) 键盘钩子和低级键盘钩子可以监视各种键盘消息。
(2) 鼠标钩子和低级鼠标钩子可以监视各种鼠标消息。
(3) 外壳钩子可以监视各种Shell事件消息。比如启动和关闭应用程序。
(4) 日志钩子可以记录从系统消息队列中取出的各种事件消息。
(5) 窗口过程钩子监视所有从系统消息队列发往目标窗口的消息。

此外，还有一些特定事件的钩子提供给我们使用，不一一列举。

下面描述常用的Hook类型：

1、WH_CALLWNDPROC 和 WH_CALLWNDPROCRET Hooks

WH_CALLWNDPROC 和 WH_CALLWNDPROCRET Hooks 使你可以监视发送到窗口过程的消息。系统在消息发送到接收窗口过程之前调用 WH_CALLWNDPROC Hook 子程，并且在窗口过程处理完消息之后调用 WH_CALLWNDPROCRET Hook 子程。WH_CALLWNDPROCRET Hook 传递指针到 CWPRETSTRUCT 结构，再传递到 Hook 子程。CWPRETSTRUCT结构包含了来自处理消息的窗口过程的返回值，同样也包括了与这个消息关联的消息参数。

2、WH_CBT Hook

在以下事件之前，系统都会调用 WH_CBT Hook 子程，这些事件包括：

(1) 激活，建立，销毁，最小化，最大化，移动，改变尺寸等窗口事件；
(2) 完成系统指令；
(3) 来自系统消息队列中的移动鼠标，键盘事件；
(4) 设置输入焦点事件；
(5) 同步系统消息队列事件。

Hook子程的返回值确定系统是否允许或者防止这些操作中的一个。

3、WH_DEBUG Hook

在系统调用系统中与其他 Hook 关联的 Hook 子程之前，系统会调用 WH_DEBUG Hook 子程。你可以使用这个 Hook 来决定是否允许系统调用与其他 Hook 关联的 Hook 子程。

4、WH_FOREGROUNDIDLE Hook

当应用程序的前台线程处于空闲状态时，可以使用 WH_FOREGROUNDIDLE Hook 执行低优先级的任务。当应用程序的前台线程大概要变成空闲状态时，系统就会调用 WH_FOREGROUNDIDLE Hook 子程。

5、WH_GETMESSAGE Hook

应用程序使用 WH_GETMESSAGE Hook 来监视从 GetMessage or PeekMessage 函数返回的消息。你可以使用 WH_GETMESSAGE Hook 去监视鼠标和键盘输入，以及其他发送到消息队列中的消息。

6、WH_JOURNALPLAYBACK Hook

WH_JOURNALPLAYBACK Hook 使应用程序可以插入消息到系统消息队列。可以使用这个 Hook 回放通过使用 WH_JOURNALRECORD Hook 记录下来的连续的鼠标和键盘事件。只要 WH_JOURNALPLAYBACK Hook 已经安装，正常的鼠标和键盘事件就是无效的。WH_JOURNALPLAYBACK Hook 是全局 Hook，它不能象线程特定 Hook 一样使用。WH_JOURNALPLAYBACK Hook 返回超时值，这个值告诉系统在处理来自回放 Hook 当前消息之前需要等待多长时间（毫秒）。这就使Hook可以控制实时事件的回放。WH_JOURNALPLAYBACK 是 system-wide local hooks，它们不会被注射到任何行程地址空间。（估计按键精灵是用这个hook做的）

7、WH_JOURNALRECORD Hook

WH_JOURNALRECORD Hook 用来监视和记录输入事件。典型的，可以使用这个 Hook 记录连续的鼠标和键盘事件，然后通过使用 WH_JOURNALPLAYBACK Hook 来回放。WH_JOURNALRECORD Hook 是全局 Hook，它不能象线程特定 Hook 一样使用。WH_JOURNALRECORD 是 system-wide local hooks，它們不會被注射到任何行程位址空間。

8、WH_KEYBOARD Hook

在应用程序中，WH_KEYBOARD Hook 用来监视 WM_KEYDOWN and WM_KEYUP 消息，这些消息通过 GetMessage or PeekMessage function 返回。可以使用这个 Hook 来监视输入到消息队列中的键盘消息。

9、WH_KEYBOARD_LL Hook

WH_KEYBOARD_LL Hook 监视输入到线程消息队列中的键盘消息。

10、WH_MOUSE Hook

WH_MOUSE Hook 监视从 GetMessage 或者 PeekMessage 函数返回的鼠标消息。使用这个 Hook 监视输入到消息队列中的鼠标消息。

11、WH_MOUSE_LL Hook

WH_MOUSE_LL Hook 监视输入到线程消息队列中的鼠标消息。

12、WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks

WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks 使我们可以监视菜单，滚动条，消息框，对话框消息并且发现用户使用ALT+TAB or ALT+ESC 组合键切换窗口。WH_MSGFILTER Hook 只能监视传递到菜单，滚动条，消息框的消息，以及传递到通过安装了 Hook 子程的应用程序建立的对话框的消息。WH_SYSMSGFILTER Hook 监视所有应用程序消息。WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks 使我们可以在模式循环期间过滤消息，这等价于在主消息循环中过滤消息。通过调用 CallMsgFilter function 可以直接的调用 WH_MSGFILTER Hook。通过使用这个函数，应用程序能够在模式循环期间使用相同的代码去过滤消息，如同在主消息循环里一样。

13、WH_SHELL Hook

外壳应用程序可以使用 WH_SHELL Hook 去接收重要的通知。当外壳应用程序是激活的并且当顶层窗口建立或者销毁时，系统调用 WH_SHELL Hook 子程。

WH_SHELL 共有５钟情況：

(1)只要有个top-level、unowned 窗口被产生、起作用、或是被摧毁；

(2)当Taskbar需要重画某个按钮；

(3)当系统需要显示关于Taskbar的一个程序的最小化形式；

(4)当目前的键盘布局状态改变；

(5)当使用者按Ctrl+Esc去执行Task Manager（或相同级别的程序）。

按照惯例，外壳应用程序都不接收WH_SHELL消息。所以，在应用程序能够接收WH_SHELL消息之前，应用程序必须调用SystemParametersInfo function注册它自己。

以上是13种常用的hook类型！

二、按使用范围分类，主要有线程钩子和系统钩子

(1)线程钩子监视指定线程的事件消息。

(2)系统钩子监视系统中的所有线程的事件消息。因为系统钩子会影响系统中所有的应用程序，所以钩子函数必须放在独立的动态链接库(DLL)中。这是系统钩子和线程钩子很大的不同之处。

几点需要说明的地方：

(1)如果对于同一事件（如鼠标消息）既安装了线程钩子又安装了系统钩子，那么系统会自动先调用线程钩子，然后调用系统钩子。

(2)对同一事件消息可安装多个钩子处理过程，这些钩子处理过程形成了钩子链。当前钩子处理结束后应把钩子信息传递给下一个钩子函数。而且最近安装的钩子放在链的开始，而最早安装的钩子放在最后，也就是后加入的先获得控制权。

(3)钩子特别是系统钩子会消耗消息处理时间，降低系统性能。只有在必要的时候才安装钩子，在使用完毕后要及时卸载。

编写钩子程序

编写钩子程序的步骤分为三步：定义钩子函数、安装钩子和卸载钩子。

1、定义钩子函数

钩子函数是一种特殊的回调函数。钩子监视的特定事件发生后，系统会调用钩子函数进行处理。不同事件的钩子函数的形式是各不相同的。下面以鼠标钩子函数举例说明钩子函数的原型：

LRESULT CALLBACK HookProc(int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

参数 wParam 和 lParam 包含所钩消息的信息，比如鼠标位置、状态，键盘按键等。nCode包含有关消息本身的信息，比如是否从消息队列中移出。

我们先在钩子函数中实现自定义的功能，然后调用函数 CallNextHookEx 把钩子信息传递给钩子链的下一个钩子函数。CallNextHookEx 的原型如下：

LRESULT CallNextHookEx( HHOOK hhk, int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam )

参数 hhk是钩子句柄。nCode、wParam和lParam 是钩子函数。

当然也可以通过直接返回TRUE来丢弃该消息，就阻止了该消息的传递。

2、安装钩子

在程序初始化的时候，调用函数 SetWindowsHookEx 安装钩子。其函数原型为：

HHOOK SetWindowsHookEx (int idHook,HOOKPROC lpfn, INSTANCE hMod, DWORD dwThreadId)

参数idHook 表示钩子类型，它是和钩子函数类型一一对应的。比如，WH_KEYBOARD表示安装的是键盘钩子，WH_MOUSE表示是鼠标钩子等等。

Lpfn 是钩子函数的地址。

HMod 是钩子函数所在的实例的句柄。对于线程钩子，该参数为NULL；对于系统钩子，该参数为钩子函数所在的DLL句柄。

dwThreadId 指定钩子所监视的线程的线程号。对于全局钩子，该参数为NULL。

SetWindowsHookEx返回所安装的钩子句柄。

3、卸载钩子

当不再使用钩子时，必须及时卸载。简单地调用函数 BOOL UnhookWindowsHookEx (HHOOK hhk) 即可。

值得注意的是线程钩子和系统钩子的钩子函数的位置有很大的差别。线程钩子一般在当前线程或者当前线程派生的线程内，而系统钩子必须放在独立的动态链接库中，实现起来要麻烦一些。

线程钩子的编程实例：

按照上面介绍的方法实现一个线程级的鼠标钩子。钩子跟踪当前窗口鼠标移动的位置变化信息。并输出到窗口。

(1)在VC＋＋6.0中利用MFC

APPWizard(EXE)生成一个不使用文档/视结构的单文档应用mousehook。打开childview.cpp文件，加入全局变量：

HHOOK hHook;          // 鼠标钩子句柄

CPoint point;              // 鼠标位置信息

CChildView *pView;    // 鼠标钩子函数用到的输出窗口指针

在CChildView::OnPaint()添加如下代码：

CPaintDC dc(this);

char str[256];

sprintf(str, "x = %d, y = %d", point.x, point.y);    // 构造字符串

dc.TextOut(0, 0, str);    // 显示字符串

(2)childview.cpp文件中定义全局的鼠标钩子函数。

LRESULT CALLBACK MouseProc(int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

{    // 是鼠标移动消息

    if (wParam == WM_MOUSEMOVE || wParam == WM_NCMOUSEMOVE)

    {

        point = ((MOUSEHOOKSTRUCT *)lParam)->pt;   // 取鼠标信息

        pView->Invalidate();                                           // 窗口重画

    }

    return CallNextHookEx(hHook, nCode, wParam, lParam);  // 传递钩子信息

}

(3)CChildView类的构造函数中安装钩子。

CChildView::CChildView()

{

    pView = this;    // 获得输出窗口指针

    hHook = SetWindowsHookEx(WH_MOUSE, MouseProc, 0, GetCurrentThreadId());

}

(4)CChildView类的析构函数中卸载钩子。

CChildView::～CChildView()

{

    if(hHook)

        UnhookWindowsHookEx(hHook);

}

系统钩子的编程实例：

由于系统钩子要用到dll，所以先介绍下win32 dll的特点：

Win32 DLL 与 Win16 DLL有很大的区别，这主要是由操作系统的设计思想决定的。一方面，在Win16 DLL中程序入口点函数和出口点函数（LibMain和WEP）是分别实现的；而在Win32 DLL中却由同一函数DLLMain来实现。无论何时，当一个进程或线程载入和卸载DLL时，都要调用该函数，它的原型是BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL, DWORD fdwReason, LPVOID lpvReserved);，其中，第一个参数表示DLL的实例句柄；第三个参数系统保留；这里主要介绍一下第二个参数，它有四个可能的值：DLL_PROCESS_ATTACH（进程载入），DLL_THREAD_ATTACH（线程载入），DLL_THREAD_DETACH（线程卸载），DLL_PROCESS_DETACH（进程卸载），在DLLMain函数中可以对传递进来的这个参数的值进行判别，并根据不同的参数值对DLL进行必要的初始化或清理工作。举个例子来说，当有一个进程载入一个DLL时，系统分派给DLL的第二个参数为DLL_PROCESS_ATTACH，这时，你可以根据这个参数初始化特定的数据。另一方面，在Win16环境下，所有应用程序都在同一地址空间；而在Win32环境下，所有应用程序都有自己的私有空间，每个进程的空间都是相互独立的，这减少了应用程序间的相互影响，但同时也增加了编程的难度。大家知道，在Win16环境中，DLL的全局数据对每个载入它的进程来说都是相同的；而在Win32环境中，情况却发生了变化，当进程在载入DLL时，系统自动把DLL地址映射到该进程的私有空间，而且也复制该DLL的全局数据的一份拷贝到该进程空间，也就是说每个进程所拥有的相同的DLL的全局数据其值却并不一定是相同的。因此，在Win32环境下要想在多个进程中共享数据，就必须进行必要的设置。亦即把这些需要共享的数据分离出来，放置在一个独立的数据段里，并把该段的属性设置为共享。

在VC6中有三种形式的MFC DLL（在该DLL中可以使用和继承已有的MFC类)可供选择，即Regular statically linked to MFC DLL（标准静态链接MFC DLL）和Regular using the shared MFC DLL（标准动态链接MFC DLL）以及Extension MFC DLL（扩展MFC DLL）。第一种DLL的特点是，在编译时把使用的MFC代码加入到DLL中，因此，在使用该程序时不需要其他MFC动态链接类库的存在，但占用磁盘空间比较大；第二种DLL的特点是，在运行时，动态链接到MFC类库，因此减少了空间的占用，但是在运行时却依赖于MFC动态链接类库；这两种DLL既可以被MFC程序使用也可以被Win32程序使用。第三种DLL的特点类似于第二种，做为MFC类库的扩展，只能被MFC程序使用。

下面说说在VC6中全局共享数据的实现

在主文件中，用 #pragma data_seg 建立一个新的数据段并定义共享数据，其具体格式为：

#pragma  data_seg ("shareddata")

HWND  sharedwnd = NULL;    // 共享数据

#pragma  data_seg()

仅定义一个数据段还不能达到共享数据的目的，还要告诉编译器该段的属性，有两种方法可以实现该目的（其效果是相同的），一种方法是在.DEF文件中加入如下语句：

SETCTIONS  shareddata  READ  WRITE  SHARED

另一种方法是在项目设置链接选项中加入如下语句：

/SECTION:shareddata, rws

好了，准备知识已经学完了，让我们开始编写个全局的钩子程序吧！

由于全局钩子函数必须包含在动态链接库中，所以本例由两个程序体来实现。

1．建立钩子Mousehook.dll

(1)选择MFC AppWizard(DLL)创建项目Mousehook；

(2)选择MFC Extension DLL（共享MFC拷贝）类型；

(3)由于VC5没有现成的钩子类，所以要在项目目录中创建Mousehook.h文件，在其中建立钩子类：

class AFX_EXT_CLASS Cmousehook:public CObject

{

public:

    Cmousehook();     // 钩子类的构造函数

    ~Cmousehook();   // 钩子类的析构函数

    BOOL  starthook(HWND hWnd);   // 安装钩子函数

    BOOL  stophook();     // 卸载钩子函数

};

(4)在 Mousehook.app 文件的顶部加入 #include "Mousehook.h" 语句；

(5)加入全局共享数据变量：

#pragma  data_seg("mydata")

HWND  glhPrevTarWnd = NULL;     // 上次鼠标所指的窗口句柄

HWND  glhDisplayWnd = NULL;     // 显示目标窗口标题编辑框的句柄

HHOOK  glhHook = NULL;             // 安装的鼠标钩子句柄

HINSTANCE  glhInstance = NULL;  // DLL实例句柄

#pragma  data_seg()

(6)在DEF文件中定义段属性：

SECTIONS

mydata  READ  WRITE  SHARED

(7)在主文件 Mousehook.cpp 的 DllMain 函数中加入保存 DLL 实例句柄的语句：

DllMain (HINSTANCE hInstance, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)

{

    // 如果使用 lpReserved 参数则删除下面这行

    UNREFERENCED_PARAMETER (lpReserved);

    if (dwReason == DLL_PROCESS_ATTACH)

    {

        TRACE0("MOUSEHOOK.DLL Initializing!\n");     // 扩展DLL仅初始化一次

        if (!AfxInitExtensionModule(MousehookDLL, hInstance))

            return 0;

        new  CDynLinkLibrary(MousehookDLL);     // 把DLL加入动态MFC类库中

        glhInstance = hInstance;     // 插入保存DLL实例句柄

    }

    else if (dwReason == DLL_PROCESS_DETACH)

    {

        TRACE0("MOUSEHOOK.DLL Terminating!\n");

        // 终止这个链接库前调用它

        AfxTermExtensionModule(MousehookDLL);

    }

    return 1;

}

(8)类Cmousehook的成员函数的具体实现：

Cmousehook::Cmousehook()      // 类构造函数

{

}

Cmousehook::~Cmousehook()   // 类析构函数

{

    stophook();

}

BOOL Cmousehook::starthook (HWND hWnd)  // 安装钩子并设定接收显示窗口句柄

{

    BOOL  bResult = FALSE;

    glhHook = SetWindowsHookEx(WH_MOUSE, MouseProc, glhInstance, 0);

    if (glhHook != NULL)

        bResult = TRUE;

    glhDisplayWnd = hWnd;     // 设置显示目标窗口标题编辑框的句柄

    return bResult;

}

BOOL Cmousehook::stophook()   // 卸载钩子

{

    BOOL bResult = FALSE;

    if (glhHook)

    {

        bResult = UnhookWindowsHookEx (glhHook);

        if (bResult)

        {

            glhPrevTarWnd = NULL;

            glhDisplayWnd = NULL;    // 清变量

            glhHook = NULL;

        }

    }

    return bResult;

}

(9)钩子函数的实现：

LRESULT WINAPI MouseProc(int nCode, WPARAM wparam, LPARAM lparam)

{

    LPMOUSEHOOKSTRUCT pMouseHook = (MOUSEHOOKSTRUCT FAR *) lparam;

    if (nCode >= 0)

    {

        HWND  glhTargetWnd = pMouseHook->hwnd;    // 取目标窗口句柄

        HWND  ParentWnd = glhTargetWnd;

        while (ParentWnd != NULL)

        {

            glhTargetWnd = ParentWnd;

            ParentWnd = GetParent(glhTargetWnd);    // 取应用程序主窗口句柄

        }

        if (glhTargetWnd != glhPrevTarWnd)

        {

            char  szCaption[100];

            GetWindowText(glhTargetWnd, szCaption, 100);    // 取目标窗口标题

            if (IsWindow(glhDisplayWnd))

                SendMessage (glhDisplayWnd,  WM_SETTEXT,  0,  (LPARAM)(LPCTSTR)szCaption);

            glhPrevTarWnd = glhTargetWnd;   // 保存目标窗口

        }

    }

    return CallNextHookEx(glhHook, nCode, wparam, lparam);    // 继续传递消息

}

(10)编译项目生成 mousehook.dll。

2．创建钩子可执行程序

(1)用MFC的AppWizard(EXE)创建项目Mouse；

(2)选择“基于对话应用”并按下“完成”键；

(3)编辑对话框，删除其中原有的两个按钮，加入静态文本框和编辑框，用鼠标右键点击静态文本框，在弹出的菜单中选择“属性”，设置其标题为“鼠标所在的窗口标题”；

(4)在Mouse.h中加入对Mousehook.h的包含语句#Include"..\Mousehook\Mousehook.h"；

(5)在CMouseDlg.h的CMouseDlg类定义中添加私有数据成员：

CMouseHook m_hook;   // 加入钩子类作为数据成员

(6)修改 CmouseDlg::OnInitDialog()函数：

BOOL CMouseDlg::OnInitDialog()

{

    CDialog::OnInitDialog();

    ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0)  ==  IDM_ABOUTBOX);

    ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);

    CMenu*  pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);

    if (pSysMenu != NULL)

    {

        CString  strAboutMenu;

        strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);

        if (!strAboutMenu.IsEmpty())

        {

            pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);

            pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);

        }

    }

    SetIcon(m_hIcon, TRUE);     // Set big icon

    SetIcon(m_hIcon, FALSE);   // Set small icon

    //TODO: Add extra initialization here

    CWnd * pwnd=GetDlgItem(IDC_EDIT1);        // 取得编辑框的类指针

    m_hook.starthook(pwnd->GetSafeHwnd());   // 取得编辑框的窗口句柄并安装钩子

    return TRUE;

//  return TRUE unless you set the focus to a control

}

(7)链接 DLL 库，即把..\Mousehook\debug\Mousehook.lib加入到项目设置链接标签中；

(8)编译项目生成可执行文件；

(9)把 Mousehook.DLL 拷贝到..\mouse\debug目录中；

(10)先运行几个可执行程序，然后运行 Mouse.exe 程序，把鼠标在不同窗口中移动，在 Mouse.exe 程序窗口中的编辑框内将显示出鼠标所在的应用程序主窗口的标题。