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消息钩子函数入门

时间:2014-07-31 16:35:16      阅读:265      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:使用   文件   io   数据   for   art   cti   代码   

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_CALLWNDPRO
CRET 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,它們不會被注射到任何行程位址空間。(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。 

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