HOOK鉤子機制學習筆記(1) 收藏
一、什么是鉤子(hook)
??? 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。鉤子(hook)是一種特殊的消息處理機制，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。
??? 鉤子的種類很多，每種鉤子可以截獲并處理相應的消息，如鍵盤鉤子可以截獲鍵盤消息，外殼鉤子可以截取、啟動和關閉應用程序的消息等。鉤子可以分為線程鉤子和系統鉤子, 線程鉤子監視指定線程的事件消息, 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。
??? 按照我的理解，鉤子(hook)就是一個Windows消息的攔截機制，你可以單個進程的消息(線程鉤子)，也可以攔截所有進程的消息(系統鉤子)，對攔截的消息進行自定義的處理。Windows消息帶了一些程序有用的信息，比如Mouse類信息，就帶有鼠標所在窗體句柄、鼠標位置等信息（具體可參考相應的消息定義文檔），攔截了這些消息，就可以做出例如金山詞霸一類的屏幕取詞功能。
二、鉤子的工作原理
??? 在正確使用鉤子函數前，我們先講解鉤子函數的工作原理。當您創建一個鉤子時，WINDOWS會先在內存中創建一個數據結構，該數據結構包含了鉤子的相關信息，然后把該結構體加到已經存在的鉤子鏈表中去。新的鉤子將加到老的前面。當一個事件發生時，如果您安裝的是一個進程鉤子，您進程中的鉤子函數將被調用。如果是一個系統鉤子，系統就必須把鉤子函數插入到其它進程的地址空間，要做到這一點要求鉤子函數必須在一個動態鏈接庫中，所以如果您想要使用系統鉤子，就必須把該鉤子函數放到動態鏈接庫中去。當然有兩個例外：工作日志鉤子和工作日志回放鉤子。這兩個鉤子的鉤子函數必須在安裝鉤子的線程中。原因是：這兩個鉤子是用來監控比較底層的硬件事件的，既然是記錄和回放，所有的事件就當然都是有先后次序的。所以如果把回調函數放在DLL中，輸入的事件被放在幾個線程中記錄，所以我們無法保證得到正確的次序。故解決的辦法是：把鉤子函數放到單個的線程中，譬如安裝鉤子的線程。
??? 幾點需要說明的地方：
?。?） 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。
三、相關函數說明
1、鉤子函數
?? 鉤子函數指鉤子在攔截了消息后，進行對應消息處理的函數，可以通過返回TRUE直接拋棄消息，其原型為：
?? LRESULT CALLBACK HookProcName(int nCode ,WPARAM wParam,LPARAM lParam)
?? 參數說明：
?? nCode -- 包含有關消息本身的信息，比如是否從消息隊列中移出(未具體了解，有興趣可查資料).
?? wParam -- 消息標示，用于判斷該消息是那種消息，如WM_MOUSEMOVE，WM_NCMOUSEMOVE.
?? lParam -- 包含所鉤消息的信息指針，比如鼠標位置、狀態，鍵盤按鍵等。
2、創建鉤子函數
?? 創建新的鉤子函數加入到鉤子鏈中，一般在鉤子程序初始化時使用.
?? HHOOK SetWindowsHookEx( int idHook,HOOKPROC lpfn, INSTANCE hMod,DWORD dwThreadId)
?? 返回值：
?? HHOOK -- 鉤子句柄，需要保留，等不使用鉤子時通過UnhookWindowsHookEx函數卸載鉤子
?? 參數說明：
?? idHook -- 鉤子的攔截消息類型，選擇鉤子程序的攔截范圍，具體值參考文章結尾的消息類型
?? lpfn -- 消息的回調函數地址，一般是填函數名
?? hMod -- 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。在dll中可通過AfxInitExtensionModule(MousehookDLL, hInstance)獲得DLL句柄。
?? dwThreadId -- 鉤子所監視的線程的線程號，可通過GetCurrentThreadId()獲得線程號。對于全局鉤子，該參數為NULL(或0)。
3、CallNextHookEx
?? 在鉤子函數中使用，將鉤子信息傳遞給鉤子鏈的下一個鉤子函數。原型如下：
?? LRESULT CallNextHookEx( HHOOK hhk, int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
?? 參數說明：
?? hhk -- 鉤子句柄。
?? nCode、wParam和lParam 是鉤子函數對應的入參。
4、卸載鉤子函數
?? 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。
四、關于DLL的相關知識的介紹
??? 由于系統鉤子要用到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#pragma data_seg建立一個新的數據段并定義共享數據，其具體格式為：
??? #pragma data_seg （"shareddata")
??? HWND sharedwnd=NULL;//共享數據
??? #pragma data_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：
??? SETCTIONS shareddata READ WRITE SHARED
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
五、建立鉤子程序的一般步驟
?? 1、建立鉤子函數，函數中通過CallNextHookEx傳遞消息
?? 2、調用SetWindowsHookEx創建鉤子
?? 3、通過UnhookWindowsHookEx卸載鉤子
六、程序實例
?? 1、創建線程鉤子(其實也可以放在DLL中)
?? 用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：
? 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()); //由于是線程鉤子imod填0
?? }
? (4)CChildView類的析構函數中卸載鉤子。
? CChildView::～CChildView()
? {
??? if(hHook)
????? UnhookWindowsHookEx(hHook);
? }
?
? 2、創建全局鉤子
? 1)建立鉤子Mousehook.DLL
??? (1)選擇MFC AppWizard(DLL)創建項目Mousehook；
??? (2)選擇MFC Extension DLL（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：
??? class AFX_EXT_CLASS Cmousehook:public CObject
??? {
????? public:
??????? Cmousehook(); //鉤子類的構造函數
??????? ~Cmousehook(); //鉤子類的析構函數
????? BOOL starthook(HWND hWnd); //安裝鉤子函數
????? BOOL stophook(); //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：
??? #pragma data_seg("mydata")? //如果使用了這個全局共享數據變量，則會導致當啟動第二個程序的時候，第一個程序失效
??? HWND glhPrevTarWnd=NULL; //上次鼠標所指的窗口句柄
??? HWND glhDisplayWnd=NULL; //顯示目標窗口標題編輯框的句柄
??? HHOOK glhHook=NULL; //安裝的鼠標鉤子句柄
??? HINSTANCE glhInstance=NULL; //DLL實例句柄
??? #pragma data_seg()
(6)在DEF文件中定義段屬性：
??? SECTIONS
????? mydata READ WRITE SHARED
??? (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(HINSTANCE hInstance, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
??? {
?????? //如果使用lpReserved參數則刪除下面這行
?????? UNREFERENCED_PARAMETER(lpReserved);
?????? if (dwReason == DLL_PROCESS_ATTACH)
?????? {
????????? TRACE0("MOUSEHOOK.DLL Initializing!\n"); //擴展DLL僅初始化一次
????????? if (!AfxInitExtensionModule(MousehookDLL, hInstance))
????????? return 0;
????????? new CDynLinkLibrary(MousehookDLL); //把DLL加入動態MFC類庫中
????????? glhInstance=hInstance; //插入保存DLL實例句柄
?????? }
?????? else if (dwReason == DLL_PROCESS_DETACH)
?????? {
????????? TRACE0("MOUSEHOOK.DLL Terminating!\n"); //終止這個鏈接庫前調用它
????????? AfxTermExtensionModule(MousehookDLL);
?????? }
?????? return 1;
??? }
(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();
??? }
??? BOOL Cmousehook::starthook(HWND hWnd) //安裝鉤子并設定接收顯示窗口句柄
??? {
?????? BOOL bResult=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
?????? return bResult;
??? }
??? BOOL Cmousehook::stophook() //卸載鉤子
??? {
????? BOOL bResult=FALSE;
????? if(glhHook)
????? {
???????? bResult= UnhookWindowsHookEx(glhHook);
???????? if(bResult)
???????? {
??????????? glhPrevTarWnd=NULL;
??????????? glhDisplayWnd=NULL;//清變量
??????????? glhHook=NULL;
???????? }
????? }
????? return bResult;
??? }
(9)鉤子函數的實現：
??? LRESULT WINAPI MouseProc(int nCode,WPARAM wparam,LPARAM lparam)
??? {
?????? LPMOUSEHOOKSTRUCT pMouseHook=(MOUSEHOOKSTRUCT FAR *) lparam;
?????? if (nCode>=0)
?????? {
???????? HWND glhTargetWnd=pMouseHook->hwnd; //取目標窗口句柄
???????? HWND ParentWnd=glhTargetWnd;
???????? while (ParentWnd !=NULL)
???????? {
??????????? glhTargetWnd=ParentWnd;
??????????? ParentWnd=GetParent(glhTargetWnd); //取應用程序主窗口句柄
???????? }
???????? if(glhTargetWnd!=glhPrevTarWnd)
???????? {
?????????? char szCaption[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
???????? }
????? }
????? return CallNextHookEx(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：
??????? CMouseHook m_hook;//加入鉤子類作為數據成員
(6)修改CmouseDlg::OnInitDialog()函數：
??? 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
????? return TRUE;
????? //return TRUE unless you set the focus to a control
??? }
(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。
??
附：鉤子攔截消息類型
???? WH_CALLWNDPROC ：攔截系統發向目標窗體的消息，在目標窗體處理消息前
???? WH_CALLWNDPROCRET ：在目標窗體處理完系統發送的消息后，攔截該消息，消息中包含處理返回結果
???? WH_CBT ：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。
??????? 鉤子函數的返回值確定系統是否允許或者防止這些操作中的一個。
???? WH_DEBUG ：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。
???? WH_FOREGROUNDIDLE ：當應用程序的前臺線程處于空閑狀態時，可以使用WH_FOREGROUNDIDLE Hook執行低優先級的任務。當應用程序的前臺線程大概要變成空閑狀態時，系統就會調用WH_FOREGROUNDIDLE Hook子程。
???? WH_GETMESSAGE ：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。
???? WH_JOURNALPLAYBACK ：使應用程序可以插入消息到系統消息隊列?？梢允褂眠@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）
??? WH_JOURNALRECORD ： 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，然后通過使用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。
??? WH_KEYBOARD ：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?？梢允褂眠@個Hook來監視輸入到消息隊列中的鍵盤消息。
??? WH_KEYBOARD_LL ：WH_KEYBOARD_LL Hook監視輸入到線程消息隊列中的鍵盤消息。
??? WH_MOUSE :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。
??? WH_MOUSE_LL ：WH_MOUSE_LL Hook監視輸入到線程消息隊列中的鼠標消息。
??? 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，對話框消息并且發現用戶使用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，這等價于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，如同在主消息循環里一樣。
??? WH_SHELL ：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并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注冊它自己。
?
本文來自CSDN博客，轉載請標明出處：http://blog.csdn.net/jiangxinyu/archive/2010/02/03/5284079.aspx