钩子原理

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
　　//TOD 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。