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Windows系統是建立在事件驅動的機制上的,說穿了就是整個系統都是通過消息的傳遞來實現的。而鉤子是Windows系統中非常重要的系統接口,用它 可以截獲並處理送給 其他應用程序的消息,來完成普通應用程序難以實現的功能。鉤子可以監視系統或進程中的各種事件消息,截獲發往目標窗口的消息並進行處理。這樣,我們就可以 在系統中安裝自定義的鉤子,監視系統中特定事件的發生,完成特定的功能,比如截獲鍵盤、鼠標的輸入,屏幕取詞,日誌監視等等。可見,利用鉤子可以實現許多 特殊而有用的功能。因此,對於高級編程人員來說,掌握鉤子的編程方法是很有必要的。

鉤子的類型

  一. 按事件分類,有如下的幾種常用類型

  (1) 鍵盤鉤子和低級鍵盤鉤子可以監視各種鍵盤消息。
  (2) 鼠標鉤子和低級鼠標鉤子可以監視各種鼠標消息。
  (3) 外殼鉤子可以監視各種Shell事件消息。比如啟動和關閉應用程序。
  (4) 日誌鉤子可以記錄從系統消息隊列中取出的各種事件消息。
  (5) 窗口過程鉤子監視所有從系統消息隊列發往目標窗口的消息。
  此外,還有一些特定事件的鉤子提供給我們使用,不一一列舉。
下面描述常用的Hook類型:

1、WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRET Hooks
    WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRET Hooks使你可以監視發送到窗口過程的消息。系統在消息發送到接收窗口過程之前調用WH_CALLWNDPROC Hook子程,並且在窗口過程處理完消息之後調用WH_CALLWNDPROCRET Hook子程。
    WH_CALLWNDPROCRET Hook傳遞指針到CWPRETSTRUCT結構,再傳遞到Hook子程。CWPRETSTRUCT結構包含了來自處理消息的窗口過程的返回值,同樣也包括了與這個消息關聯的消息參數。

2、WH_CBT Hook
    在以下事件之前,系統都會調用WH_CBT Hook子程,這些事件包括:
    1. 激活,建立,銷毀,最小化,最大化,移動,改變尺寸等窗口事件;
    2. 完成系統指令;
    3. 來自系統消息隊列中的移動鼠標,鍵盤事件;
    4. 設置輸入焦點事件;
    5. 同步系統消息隊列事件。
Hook子程的返回值確定系統是否允許或者防止這些操作中的一個。

3、WH_DEBUG Hook
    在系統調用系統中與其他Hook關聯的Hook子程之前,系統會調用WH_DEBUG Hook子程。你可以使用這個Hook來決定是否允許系統調用與其他Hook關聯的Hook子程。

4、WH_FOREGROUNDIDLE Hook
    當應用程序的前台線程處於空閒狀態時,可以使用WH_FOREGROUNDIDLE Hook執行低優先級的任務。當應用程序的前台線程大概要變成空閒狀態時,系統就會調用WH_FOREGROUNDIDLE Hook子程。

5、WH_GETMESSAGE Hook
    應用程序使用WH_GETMESSAGE Hook來監視從GetMessage or PeekMessage函數返回的消息。你可以使用WH_GETMESSAGE Hook去監視鼠標和鍵盤輸入,以及其他發送到消息隊列中的消息。

6、WH_JOURNALPLAYBACK Hook
    WH_JOURNALPLAYBACK Hook使應用程序可以插入消息到系統消息隊列。可以使用這個Hook回放通過使用WH_JOURNALRECORD Hook記錄下來的連續的鼠標和鍵盤事件。只要WH_JOURNALPLAYBACK Hook已經安裝,正常的鼠標和鍵盤事件就是無效的。
    WH_JOURNALPLAYBACK Hook是全局Hook,它不能象線程特定Hook一樣使用。       WH_JOURNALPLAYBACK Hook返回超時值,這個值告訴系統在處理來自回放Hook當前消息之前需要等待多長時間(毫秒)。這就使Hook可以控制實時事件的回放。
    WH_JOURNALPLAYBACK是system-wide local hooks,它們不會被注射到任何行程位址空間。(估計按鍵精靈是用這個hook做的)

7、WH_JOURNALRECORD Hook
    WH_JOURNALRECORD Hook用來監視和記錄輸入事件。典型的,可以使用這個Hook記錄連續的鼠標和鍵盤事件,然後通過使用WH_JOURNALPLAYBACK Hook來回放。
    WH_JOURNALRECORD Hook是全局Hook,它不能象線程特定Hook一樣使用。
    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
    在應用程序中,WH_KEYBOARD Hook用來監視WM_KEYDOWN and WM_KEYUP消息,這些消息通過GetMessage or PeekMessage function返回。可以使用這個Hook來監視輸入到消息隊列中的鍵盤消息。

9、WH_KEYBOARD_LL Hook
    WH_KEYBOARD_LL Hook監視輸入到線程消息隊列中的鍵盤消息。

10、WH_MOUSE Hook
        WH_MOUSE Hook監視從GetMessage 或者 PeekMessage 函數返回的鼠標消息。使用這個Hook監視輸入到消息隊列中的鼠標消息。

11、WH_MOUSE_LL Hook
        WH_MOUSE_LL Hook監視輸入到線程消息隊列中的鼠標消息。

12、WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks
        WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我們可以監視菜單,滾動條,消息框,對話框消息並且發現用戶使用ALT+TAB or ALT+ESC 組合鍵切換窗口。
        WH_MSGFILTER Hook只能監視傳遞到菜單,滾動條,消息框的消息,以及傳遞到通過安裝了Hook子程的應用程序建立的對話框的消息。
        WH_SYSMSGFILTER Hook監視所有應用程序消息。
        WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我們可以在模式循環期間過濾消息,這等價於在主消息循環中過濾消息。通過調用CallMsgFilter function可以直接的調用WH_MSGFILTER Hook。通過使用這個函數,應用程序能夠在模式循環期間使用相同的代碼去過濾消息,如同在主消息循環裡一樣。

13、WH_SHELL Hook
        外殼應用程序可以使用WH_SHELL Hook去接收重要的通知。當外殼應用程序是激活的並且當頂層窗口建立或者銷毀時,系統調用WH_SHELL Hook子程。
        WH_SHELL 共有5鍾情況:
        1. 只要有個top-level、unowned 窗口被產生、起作用、或是被摧毀;
        2. 當Taskbar需要重畫某個按鈕;
        3. 當系統需要顯示關於Taskbar的一個程序的最小化形式;
        4. 當目前的鍵盤佈局狀態改變;
        5. 當使用者按Ctrl+Esc去執行Task Manager(或相同級別的程序)。
        按照慣例,外殼應用程序都不接收WH_SHELL消息。所以,在應用程序能夠接收WH_SHELL消息之前,應用程序必須調用SystemParametersInfo function註冊它自己。

以上是13種常用的hook類型!

  二. 按使用範圍分類,主要有線程鉤子和系統鉤子

  (1) 線程鉤子監視指定線程的事件消息。
  (2) 系統鉤子監視系統中的所有線程的事件消息。因為系統鉤子會影響系統中所有的應用程序,所以鉤子函數必須放在獨立的動態鏈接庫(DLL)
中。這是系統鉤子和線程鉤子很大的不同之處。
   幾點需要說明的地方:
  (1) 如果對於同一事件(如鼠標消息)既安裝了線程鉤子又安裝了系統鉤子,那麼系統會自動先調用線程鉤子,然後調用系統鉤子。
  (2) 對同一事件消息可安裝多個鉤子處理過程,這些鉤子處理過程形成了鉤子鏈。當前鉤子處理結束後應把鉤子信息傳遞給下一個鉤子函數。而且最近安裝的鉤子放在鏈的開始,而最早安裝的鉤子放在最後,也就是後加入的先獲得控制權。
  (3) 鉤子特別是系統鉤子會消耗消息處理時間,降低系統性能。只有在必要的時候才安裝鉤子,在使用完畢後要及時卸載。

編寫鉤子程序
   編寫鉤子程序的步驟分為三步:定義鉤子函數、安裝鉤子和卸載鉤子。
  
        1.定義鉤子函數
  鉤子函數是一種特殊的回調函數。鉤子監視的特定事件發生後,系統會調用鉤子函數進行處理。不同事件的鉤子函數的形式是各不相同的。
        下面以鼠標鉤子函數舉例說明鉤子函數的原型:
        LRESULT CALLBACK HookProc(int nCode ,WPARAM wParam,LPARAM lParam)
        參數wParam和 lParam包含所鉤消息的信息,比如鼠標位置、狀態,鍵盤按鍵等。nCode包含有關消息本身的信息,比如是否從消息隊列中移出。
我們先在鉤子函數中實現自定義的功能,然後調用函數 CallNextHookEx.把鉤子信息傳遞給鉤子鏈的下一個鉤子函數。
        CallNextHookEx.的原型如下:
        LRESULT CallNextHookEx( HHOOK hhk, int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
        參數 hhk是鉤子句柄。nCode、wParam和lParam 是鉤子函數。
        當然也可以通過直接返回TRUE來丟棄該消息,就阻止了該消息的傳遞。

        2.安裝鉤子
  在程序初始化的時候,調用函數SetWindowsHookEx安裝鉤子。
        其函數原型為:
        HHOOK SetWindowsHookEx( int idHook,HOOKPROC lpfn, INSTANCE hMod,DWORD dwThreadId )
        參數idHook表示鉤子類型,它是和鉤子函數類型一一對應的。比如,WH_KEYBOARD表示安裝的是鍵盤鉤子,WH_MOUSE表示是鼠標鉤子等等。
  Lpfn是鉤子函數的地址。
  HMod是鉤子函數所在的實例的句柄。對於線程鉤子,該參數為NULL;對於系統鉤子,該參數為鉤子函數所在的DLL句柄。
  dwThreadId 指定鉤子所監視的線程的線程號。對於全局鉤子,該參數為NULL。
  SetWindowsHookEx返回所安裝的鉤子句柄。
  
        3.卸載鉤子
   當不再使用鉤子時,必須及時卸載。簡單地調用函數 BOOL UnhookWindowsHookEx( HHOOK hhk)即可。
   值得注意的是線程鉤子和系統鉤子的鉤子函數的位置有很大的差別。線程鉤子一般在當前線程或者當前線程派生的線程內,而系統鉤子必須放在獨立的動態鏈接庫中,實現起來要麻煩一些。

線程鉤子的編程實例:

  按照上面介紹的方法實現一個線程級的鼠標鉤子。鉤子跟蹤當前窗口鼠標移動的位置變化信息。並輸出到窗口。
  (1)在VC++6.0中利用MFC
APPWizard(EXE)生成一個不使用文檔/視結構的單文檔應用mousehook。打開childview.cpp文件,加入全局變量:
HHOOK hHook;//鼠標鉤子句柄
CPoint point;//鼠標位置信息
CChildView *pView;
// 鼠標鉤子函數用到的輸出窗口指針

  在CChildView::OnPaint()添加如下代碼:
CPaintDC dc(this);
char str[256];
sprintf(str,「x=%d,y=%d",point.x,point.y);
//構造字符串
dc.TextOut(0,0,str); //顯示字符串

  (2)childview.cpp文件中定義全局的鼠標鉤子函數。
LRESULT CALLBACK MouseProc
(int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{//是鼠標移動消息
if(wParam==WM_MOUSEMOVE||wParam
==WM_NCMOUSEMOVE)
{
point=((MOUSEHOOKSTRUCT *)lParam)->pt;
//取鼠標信息
pView->Invalidate(); //窗口重畫
}
return CallNextHookEx(hHook,nCode,wParam,lParam);
//傳遞鉤子信息
}
(3)CChildView類的構造函數中安裝鉤子。
CChildView::CChildView()
{
pView=this;//獲得輸出窗口指針
hHook=SetWindowsHookEx(WH_MOUSE,MouseProc,0,GetCurrentThreadId());
}
(4)CChildView類的析構函數中卸載鉤子。
CChildView::~CChildView()
{
if(hHook)
UnhookWindowsHookEx(hHook);
}

系統鉤子的編程實例:

        由於系統鉤子要用到dll,所以先介紹下win32 dll的特點:
        Win32 DLL與 Win16 DLL有很大的區別,這主要是由操作系統的設計思想決定的。
        一方面,在Win16 DLL中程序入口點函數和出口點函數(LibMain和WEP)是分別實現的;而在Win32 DLL中卻由同一函數DLLMain來實現。
        無論何時,當一個進程或線程載入和卸載DLL時,都要調用該函數,它的原型是
        BOOL WINAPI DllMain (HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason, LPVOID lpvReserved);
        其中,第一個參數表示DLL的實例句柄;第三個參數系統保留;
        這裡主要介紹一下第二個參數,它有四個可能的值:
        DLL_PROCESS_ATTACH(進程載入),
        DLL_THREAD_ATTACH(線程載入),
        DLL_THREAD_DETACH(線程卸 載),
        DLL_PROCESS_DETACH(進程卸載),
        在DLLMain函數中可以對傳遞進來的這個參數的值進行判別,並根據不同的參數值對DLL進 行必要的初始化或清理工作。
        舉個例子來說,當有一個進程載入一個DLL時,系統分派給DLL的第二個參數DLL_PROCESS_ATTACH,這時, 你可以根據這個參數初始化特定的數據。另一方面,在Win16環境下,所有應用程序都在同一地址空間;而在Win32環境下,所有應用程序都有自己的私有 空間,每個進程的空間都是相互獨立的,這減少了應用程序間的相互影響,但同時也增加了編程的難度。
        大家知道,在Win16環境中,DLL的全局數據對每個 載入它的進程來說都是相同的;而在Win32環境中,情況卻發生了變化,當進程在載入DLL時,系統自動把DLL地址映射到該進程的私有空間,而且也複製 該DLL的全局數據的一份拷貝到該進程空間,也就是說每個進程所擁有的相同的DLL的全局數據其值卻並不一定是相同的。因此,在Win32環境下要想在多 個進程中共享數據,就必須進行必要的設置。亦即把這些需要共享的數據分離出來,放置在一個獨立的數據段裡,並把該段的屬性設置為共享。
        在VC6 中有三種形式的MFC DLL(在該DLL中可以使用和繼承已有的MFC類)可供選擇,即Regular statically linked to MFC DLL(標準靜態鏈接MFC DLL)和Regular using the shared MFC DLL(標準動態鏈接MFC DLL)以及Extension MFC DLL(擴展MFC DLL)。
        第一種DLL的特點是,在編譯時把使用的MFC代碼加入到DLL中,因此,在使用該程序時不需要其他MFC動態鏈接類庫的存在,但佔用磁盤空間 比較大;
        第二種DLL的特點是,在運行時,動態鏈接到MFC類庫,因此減少了空間的佔用,但是在運行時卻依賴於MFC動態鏈接類庫;這兩種DLL既可以被 MFC程序使用也可以被Win32程序使用。
        第三種DLL的特點類似於第二種,做為MFC類庫的擴展,只能被MFC程序使用。

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