HOOK钩子机制学习笔记(1)

一、什么是钩子(hook)


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。钩子(hook)是一种特殊的消息处理机制，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。


钩子的种类很多，每种钩子可以截获并处理相应的消息，如键盘钩子可以截获键盘消息，外壳钩子可以截取、启动和关闭应用程序的消息等。钩子可以分为线程钩子
和系统钩子, 线程钩子监视指定线程的事件消息,
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。



按照我的理解，钩子(hook)就是一个Windows消息的拦截机制，你可以单个进程的消息(线程钩子)，也可以拦截所有进程的消息(系统钩子)，对拦
截的消息进行自定义的处理。Windows消息带了一些程序有用的信息，比如Mouse类信息，就带有鼠标所在窗体句柄、鼠标位置等信息（具体可参考相应
的消息定义文档），拦截了这些消息，就可以做出例如金山词霸一类的屏幕取词功能。

二、钩子的工作原理


在正确使用钩子函数前，我们先讲解钩子函数的工作原理。当您创建一个钩子时，WINDOWS会先在内存中创建一个数据结构，该数据结构包含了钩子的相关信
息，然后把该结构体加到已经存在的钩子链表中去。新的钩子将加到老的前面。当一个事件发生时，如果您安装的是一个进程钩子，您进程中的钩子函数将被调用。
如果是一个系统钩子，系统就必须把钩子函数插入到其它进程的地址空间，要做到这一点要求钩子函数必须在一个动态链接库中，所以如果您想要使用系统钩子，就
必须把该钩子函数放到动态链接库中去。当然有两个例外：工作日志钩子和工作日志回放钩子。这两个钩子的钩子函数必须在安装钩子的线程中。原因是：这两个钩
子是用来监控比较底层的硬件事件的，既然是记录和回放，所有的事件就当然都是有先后次序的。所以如果把回调函数放在DLL中，输入的事件被放在几个线程中
记录，所以我们无法保证得到正确的次序。故解决的办法是：把钩子函数放到单个的线程中，譬如安装钩子的线程。

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。

三、相关函数说明

1、钩子函数


钩子函数指钩子在拦截了消息后，进行对应消息处理的函数，可以通过返回TRUE直接抛弃消息，其原型为：

LRESULT CALLBACK
HookProcName(int nCode ,WPARAM wParam,LPARAM lParam)

参数说明：


nCode -- 包含有关消息本身的信息，比如是否从消息队列中移出(未具体了解，有兴趣可查资料).

wParam --
消息标示，用于判断该消息是那种消息，如WM_MOUSEMOVE，WM_NCMOUSEMOVE.

lParam --
包含所钩消息的信息指针，比如鼠标位置、状态，键盘按键等。

2、创建钩子函数

创建新的钩子函数加入到钩子链中，一般在钩子程序初始化时使用.

HHOOK
SetWindowsHookEx( int idHook,HOOKPROC lpfn, INSTANCE hMod,DWORD
dwThreadId)

返回值：

HHOOK --
钩子句柄，需要保留，等不使用钩子时通过UnhookWindowsHookEx函数卸载钩子

参数说明：

idHook --
钩子的拦截消息类型，选择钩子程序的拦截范围，具体值参考文章结尾的消息类型

lpfn -- 消息的回调函数地址，一般是填函数名


hMod --
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。在dll中可通过
AfxInitExtensionModule(MousehookDLL, hInstance)获得DLL句柄。

dwThreadId
-- 钩子所监视的线程的线程号，可通过GetCurrentThreadId()获得线程号。对于全局钩子，该参数为NULL(或0)。

3、CallNextHookEx

在钩子函数中使用，将钩子信息传递给钩子链的下一个钩子函数。原型如下：


LRESULT CallNextHookEx( HHOOK hhk, int nCode, WPARAM wParam, LPARAM
lParam )

参数说明：

hhk -- 钩子句柄。

nCode、wParam和lParam
是钩子函数对应的入参。

4、卸载钩子函数

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。

四、关于DLL的相关知识的介绍

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

五、建立钩子程序的一般步骤

1、建立钩子函数，函数中通过CallNextHookEx传递消息


2、调用SetWindowsHookEx创建钩子

3、通过UnhookWindowsHookEx卸载钩子

六、程序实例

1、创建线程钩子(其实也可以放在DLL中)

用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());
//由于是线程钩子imod填0

}

(4)CChildView类的析构函数中卸载钩子。

CChildView::～CChildView()

{


if(hHook)

UnhookWindowsHookEx(hHook);

}



2、创建全局钩子

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")
//如果使用了这个全局共享数据变量，则会导致当启动第二个程序的时候，第一个程序失效

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。

附：钩子拦截消息类型

WH_CALLWNDPROC ：拦截系统发向目标窗体的消息，在目标窗体处理消息前


WH_CALLWNDPROCRET ：在目标窗体处理完系统发送的消息后，拦截该消息，消息中包含处理返回结果

WH_CBT
：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。

钩子函数的返回值确定系统是否允许或者防止这些操作中的一个。

WH_DEBUG
：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。

WH_FOREGROUNDIDLE
：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。


WH_GETMESSAGE ：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。


WH_JOURNALPLAYBACK ：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）

WH_JOURNALRECORD ：
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。

WH_KEYBOARD ：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。

WH_KEYBOARD_LL
：WH_KEYBOARD_LL Hook监视输入到线程消息队列中的键盘消息。

WH_MOUSE :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。


WH_MOUSE_LL ：WH_MOUSE_LL Hook监视输入到线程消息队列中的鼠标消息。

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。

WH_SHELL
：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。