计算机工程师论文消息钩子函数入门篇

　　这篇计算机工程师论文发表了消息钩子函数入门篇，钩子函数是Windows消息处理机制的一部分，通过设置“钩子”，应用程序可以在系统级对所有消息、事件进行过滤，访问在正常情况下无法访问的消息。论文介绍了钩子的类型以及分类。
 

　　关键词：计算机工程师论文,钩子函数

　　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"..MousehookMousehook.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..MousehookdebugMousehook.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..mousedebug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。

　　推荐期刊：微电子学与计算机(月刊)创刊于1972年，由中国航天时代电子公司第七七一研究所主办。是我国微电子技术与计算机技术相结合的唯一专业性国家中文核心期刊，同时也是中国计算机学会会刊。