計算機畢業論文:消息鉤子函數入門篇
時間：2022-11-17 10:20:00
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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，用它可以截獲并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并進行處理。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，日志監視等等。可見，利用鉤子可以實現許多特殊而有用的功能。因此，對于高級編程人員來說，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）日志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_CALLWNDPROCRETHooks
WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRETHooks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_CALLWNDPROCHook子程，并且在窗口過程處理完消息之后調用WH_CALLWNDPRO
CRETHook子程。WH_CALLWNDPROCRETHook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_CBTHook
在以下事件之前，系統都會調用WH_CBTHook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_DEBUGHook
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_DEBUGHook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_FOREGROUNDIDLEHook
當應用程序的前臺線程處于空閑狀態時，可以使用WH_FOREGROUNDIDLEHook執行低優先級的任務。當應用程序的前臺線程大概要變成空閑狀態時，系統就會調用WH_FOREGROUNDIDLEHook子程。
5、WH_GETMESSAGEHook
應用程序使用WH_GETMESSAGEHook來監視從GetMessageorPeekMessage函數返回的消息。你可以使用WH_GETMESSAGEHook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_JOURNALPLAYBACKHook
WH_JOURNALPLAYBACKHook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_JOURNALRECORDHook記錄下來的連續的鼠標和鍵盤事件。只要WH_JOURNALPLAYBACKHook已經安裝，正常的鼠標和鍵盤事件就是無效的。WH_JOURNALPLAYBACKHook是全局Hook，它不能象線程特定Hook一樣使用。WH_JOURNALPLAYBACKHook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-widelocalhooks，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_JOURNALRECORDHook
WH_JOURNALRECORDHook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，然后通過使用WH_JOURNALPLAYBACKHook來回放。WH_JOURNALRECORDHook是全局Hook，它不能象線程特定Hook一樣使用。WH_JOURNALRECORD是system-widelocalhooks，它們不會被注射到任何行程位址空間。
8、WH_KEYBOARDHook
在應用程序中，WH_KEYBOARDHook用來監視WM_KEYDOWNandWM_KEYUP消息，這些消息通過GetMessageorPeekMessagefunction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_LLHook
WH_KEYBOARD_LLHook監視輸入到線程消息隊列中的鍵盤消息。
10、WH_MOUSEHook
WH_MOUSEHook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_LLHook
WH_MOUSE_LLHook監視輸入到線程消息隊列中的鼠標消息。
12、WH_MSGFILTER和WH_SYSMSGFILTERHooks
WH_MSGFILTER和WH_SYSMSGFILTERHooks使我們可以監視菜單，滾動條，消息框，對話框消息并且發現用戶使用ALT+TABorALT+ESC組合鍵切換窗口。WH_MSGFILTERHook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_SYSMSGFILTERHook監視所有應用程序消息。WH_MSGFILTER和WH_SYSMSGFILTERHooks使我們可以在模式循環期間過濾消息，這等價于在主消息循環中過濾消息。通過調用CallMsgFilterfunction可以直接的調用WH_MSGFILTERHook。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，如同在主消息循環里一樣。
13、WH_SHELLHook
外殼應用程序可以使用WH_SHELLHook去接收重要的通知。當外殼應用程序是激活的并且當頂層窗口建立或者銷毀時，系統調用WH_SHELLHook子程。
WH_SHELL共有5鐘情況：
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.當系統需要顯示關于Taskbar的一個程序的最小化形式；
4.當目前的鍵盤布局狀態改變；
5.當使用者按Ctrl+Esc去執行TaskManager（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SystemParametersInfofunction注冊它自己。
以上是13種常用的hook類型！
二．按使用范圍分類，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）如果對于同一事件（如鼠標消息）既安裝了線程鉤子又安裝了系統鉤子，那么系統會自動先調用線程鉤子，然后調用系統鉤子。
（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。當前鉤子處理結束后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后，也就是后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，在使用完畢后要及時卸載。
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后，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：
LRESULTCALLBACKHookProc(intnCode,WPARAMwParam,LPARAMlParam)
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，然后調用函數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：
LRESULTCallNextHookEx(HHOOKhhk,intnCode,WPARAMwParam,LPARAMlParam)
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：
HHOOKSetWindowsHookEx(intidHook,HOOKPROClpfn,INSTANCEhMod,DWORDdwThreadId)
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。對于線程鉤子，該參數為NULL；對于系統鉤子，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。對于全局鉤子，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BOOLUnhookWindowsHookEx(HHOOKhhk)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。并輸出到窗口。
(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：
HHOOKhHook;//鼠標鉤子句柄
CPointpoint;//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：
CPaintDCdc(this);
charstr[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。
LRESULTCALLBACKMouseProc
(intnCode,WPARAMwParam,LPARAMlParam)
{//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
}
returnCallNextHookEx(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：
由于系統鉤子要用到dll，所以先介紹下win32dll的特點：
Win32DLL與Win16DLL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Win16DLL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Win32DLL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BOOLWINAPIDllMain
(HINSTANCEhinstDLL,DWORDfdwReason,LPVOIDlpvReserved);，其中，第一個參數表示DLL的實例句柄；第三個參數系統保留；這里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，并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的第二個參數為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，而且也復制該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的全局數據其值卻并不一定是相同的。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里，并把該段的屬性設置為共享。
在VC6中有三種形式的MFCDLL（在該DLL中可以使用和繼承已有的MFC類)可供選擇，即RegularstaticallylinkedtoMFCDLL（標準靜態鏈接MFCDLL）和RegularusingthesharedMFCDLL（標準動態鏈接MFCDLL）以及ExtensionMFCDLL（擴展MFCDLL）。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，但占用磁盤空間比較大；第二種DLL的特點是，在運行時，動態鏈接到MFC類庫，因此減少了空間的占用，但是在運行時卻依賴于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的特點類似于第二種，做為MFC類庫的擴展，只能被MFC程序使用。
下面說說在VC6中全局共享數據的實現
在主文件中，用#pragmadata_seg建立一個新的數據段并定義共享數據，其具體格式為：
#pragmadata_seg（"shareddata")
HWNDsharedwnd=NULL;//共享數據
#pragmadata_seg()
僅定義一個數據段還不能達到共享數據的目的，還要告訴編譯器該段的屬性，有兩種方法可以實現該目的（其效果是相同的），一種方法是在.DEF文件中加入如下語句：
SETCTIONSshareddataREADWRITESHARED
另一種方法是在項目設置鏈接選項中加入如下語句：
/SECTION:shareddata,rws
好了，準備知識已經學完了，讓我們開始編寫個全局的鉤子程序吧！
由于全局鉤子函數必須包含在動態鏈接庫中，所以本例由兩個程序體來實現。
1．建立鉤子Mousehook.DLL
(1)選擇MFCAppWizard(DLL)創建項目Mousehook；
(2)選擇MFCExtensionDLL（共享MFC拷貝）類型；
(3)由于VC5沒有現成的鉤子類，所以要在項目目錄中創建Mousehook.h文件，在其中建立鉤子類：
classAFX_EXT_CLASSCmousehook:publicCObject
{
public:
Cmousehook();
//鉤子類的構造函數
~Cmousehook();
//鉤子類的析構函數
BOOLstarthook(HWNDhWnd);
//安裝鉤子函數
BOOLstophook();
卸載鉤子函數
};
(4)在Mousehook.app文件的頂部加入#include"Mousehook.h"語句；
(5)加入全局共享數據變量：
#pragmadata_seg("mydata")
HWNDglhPrevTarWnd=NULL;
//上次鼠標所指的窗口句柄
HWNDglhDisplayWnd=NULL;
//顯示目標窗口標題編輯框的句柄
HHOOKglhHook=NULL;
//安裝的鼠標鉤子句柄
HINSTANCEglhInstance=NULL;
//DLL實例句柄
#pragmadata_seg()
(6)在DEF文件中定義段屬性：
SECTIONS
mydataREADWRITESHARED
(7)在主文件Mousehook.cpp的DllMain函數中加入保存DLL實例句柄的語句：
DllMain(HINSTANCEhInstance,DWORDdwReason,LPVOIDlpReserved)
{
//如果使用lpReserved參數則刪除下面這行
UNREFERENCED_PARAMETER(lpReserved);
if(dwReason==DLL_PROCESS_ATTACH)
{
TRACE0("MOUSEHOOK.DLLInitializing!\n");
//擴展DLL僅初始化一次
if(!AfxInitExtensionModule(MousehookDLL,hInstance))
return0;
newCDynLinkLibrary(MousehookDLL);
//把DLL加入動態MFC類庫中
glhInstance=hInstance;
//插入保存DLL實例句柄
}
elseif(dwReason==DLL_PROCESS_DETACH)
{
TRACE0("MOUSEHOOK.DLLTerminating!\n");
//終止這個鏈接庫前調用它
AfxTermExtensionModule(MousehookDLL);
}
return1;
}
(8)類Cmousehook的成員函數的具體實現：
Cmousehook::Cmousehook()
//類構造函數
{
}
Cmousehook::~Cmousehook()
//類析構函數
{
stophook();
}
BOOLCmousehook::starthook(HWNDhWnd)
//安裝鉤子并設定接收顯示窗口句柄
{
BOOLbResult=FALSE;
glhHook=SetWindowsHookEx(WH_MOUSE,MouseProc,glhInstance,0);
if(glhHook!=NULL)
bResult=TRUE;
glhDisplayWnd=hWnd;
//設置顯示目標窗口標題編輯框的句柄
returnbResult;
}
BOOLCmousehook::stophook()
//卸載鉤子
{
BOOLbResult=FALSE;
if(glhHook)
{
bResult=UnhookWindowsHookEx(glhHook);
if(bResult)
{
glhPrevTarWnd=NULL;
glhDisplayWnd=NULL;//清變量
glhHook=NULL;
}
}
returnbResult;
}
(9)鉤子函數的實現：
LRESULTWINAPIMouseProc(intnCode,WPARAMwparam,LPARAMlparam)
{
LPMOUSEHOOKSTRUCTpMouseHook=(MOUSEHOOKSTRUCTFAR*)lparam;
if(nCode>=0)
{
HWNDglhTargetWnd=pMouseHook->hwnd;
//取目標窗口句柄
HWNDParentWnd=glhTargetWnd;
while(ParentWnd!=NULL)
{
glhTargetWnd=ParentWnd;
ParentWnd=GetParent(glhTargetWnd);
//取應用程序主窗口句柄
}
if(glhTargetWnd!=glhPrevTarWnd)
{
charszCaption[100];
GetWindowText(glhTargetWnd,szCaption,100);
//取目標窗口標題
if(IsWindow(glhDisplayWnd))
SendMessage(glhDisplayWnd,WM_SETTEXT,0,(LPARAM)(LPCTSTR)szCaption);
glhPrevTarWnd=glhTargetWnd;
//保存目標窗口
}
}
returnCallNextHookEx(glhHook,nCode,wparam,lparam);
//繼續傳遞消息
}
(10)編譯項目生成mousehook.dll。
2．創建鉤子可執行程序
(1)用MFC的AppWizard(EXE)創建項目Mouse；
(2)選擇“基于對話應用”并按下“完成”鍵；
(3)編輯對話框，刪除其中原有的兩個按鈕，加入靜態文本框和編輯框，用鼠標右鍵點擊靜態文本框，在彈出的菜單中選擇“屬性”，設置其標題為“鼠標所在的窗口標題”；
(4)在Mouse.h中加入對Mousehook.h的包含語句#Include"..\Mousehook\Mousehook.h"；
(5)在CMouseDlg.h的CMouseDlg類定義中添加私有數據成員：
CMouseHookm_hook;//加入鉤子類作為數據成員
(6)修改CmouseDlg::OnInitDialog()函數：
BOOLCMouseDlg::OnInitDialog()
{
CDialog::OnInitDialog();
ASSERT((IDM_ABOUTBOX&0xFFF0)==IDM_ABOUTBOX);
ASSERT(IDM_ABOUTBOX<0xF000);
CMenu*pSysMenu=GetSystemMenu(FALSE);
if(pSysMenu!=NULL)
{
CStringstrAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);
if(!strAboutMenu.IsEmpty())
{
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING,IDM_ABOUTBOX,strAboutMenu);
}
}
SetIcon(m_hIcon,TRUE);//Setbigicon
SetIcon(m_hIcon,FALSE);//Setsmallicon
//TODO:Addextrainitializationhere
CWnd*pwnd=GetDlgItem(IDC_EDIT1);
//取得編輯框的類指針
m_hook.starthook(pwnd->GetSafeHwnd());
//取得編輯框的窗口句柄并安裝鉤子
returnTRUE;
//returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol
}
(7)鏈接DLL庫，即把..\Mousehook\debug\Mousehook.lib加入到項目設置鏈接標簽中；
(8)編譯項目生成可執行文件；
(9)把Mousehook.DLL拷貝到..\mouse\debug目錄中；
(10)先運行幾個可執行程序，然后運行Mouse.exe程序，把鼠標在不同窗口中移動，在Mouse.exe程序窗口中的編輯框內將顯示出鼠標所在的應用程序主窗口的標題。