学习之路三十八：Hook(钩子)的学习
好久没写文章了，还记得年前面试了一家公司，为了检测一下我的学习能力，给了我一个任务，做一个自动登录并自动操作菜单的程序。
花了几天的时间研究了Hook以及使用WindowsAPI操作程序的知识，现在记录一下，也算是一次温习。
一丶Hook
在我看来Hook就是监测用户操作键盘(或虚拟键盘)以及鼠标的行为，对于Hook的理解我也不是很深入，也只是一点皮毛。
1. 实现Hook的步骤
①安装钩子
②监测键盘和鼠标的操作，用来实现相应的逻辑
③卸载钩子
2.安装钩子
钩子分两种：键盘钩子和鼠标钩子，而每一种钩子又可以分为全局钩子或局部勾子。
下面是安装钩子需要的Windows Message常量(网上找的)。
1 public enum HookType : int 2 { 3 /// <summary> 4 /// WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我们可以监视菜单，滚动 5 ///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。 6 ///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 7 ///过安装了Hook子过程的应用程序建立的对话框的消息。WH_SYSMSGFILTER Hook 8 ///监视所有应用程序消息。 9 /// 10 ///WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我们可以在模式循环期间 11 ///过滤消息，这等价于在主消息循环中过滤消息。 12 /// 13 ///通过调用CallMsgFilter function可以直接的调用WH_MSGFILTER Hook。通过使用这 14 ///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 15 ///环里一样 16 /// </summary> 17 WH_MSGFILTER = -1, 18 /// <summary> 19 /// WH_JOURNALRECORD Hook用来监视和记录输入事件。典型的，可以使用这 20 ///个Hook记录连续的鼠标和键盘事件，然后通过使用WH_JOURNALPLAYBACK Hook 21 ///来回放。WH_JOURNALRECORD Hook是全局Hook，它不能象线程特定Hook一样 22 ///使用。WH_JOURNALRECORD是system-wide local hooks，它们不会被注射到任何行 23 ///程地址空间 24 /// </summary> 25 WH_JOURNALRECORD = 0, 26 /// <summary> 27 /// WH_JOURNALPLAYBACK Hook使应用程序可以插入消息到系统消息队列。可 28 ///以使用这个Hook回放通过使用WH_JOURNALRECORD Hook记录下来的连续的鼠 29 ///标和键盘事件。只要WH_JOURNALPLAYBACK Hook已经安装，正常的鼠标和键盘 30 ///事件就是无效的。WH_JOURNALPLAYBACK Hook是全局Hook，它不能象线程特定 31 ///Hook一样使用。WH_JOURNALPLAYBACK Hook返回超时值，这个值告诉系统在处 32 ///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 33 ///时事件的回放。WH_JOURNALPLAYBACK是system-wide local hooks，它们不会被 34 ///注射到任何行程地址空间 35 /// </summary> 36 WH_JOURNALPLAYBACK = 1, 37 /// <summary> 38 /// 在应用程序中，WH_KEYBOARD Hook用来监视WM_KEYDOWN and 39 ///WM_KEYUP消息，这些消息通过GetMessage or PeekMessage function返回。可以使 40 ///用这个Hook来监视输入到消息队列中的键盘消息 41 /// </summary> 42 WH_KEYBOARD = 2, 43 /// <summary> 44 /// 应用程序使用WH_GETMESSAGE Hook来监视从GetMessage or PeekMessage函 45 ///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 46 ///其它发送到消息队列中的消息 47 /// </summary> 48 WH_GETMESSAGE = 3, 49 /// <summary> 50 /// 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 51 /// </summary> 52 WH_CALLWNDPROC = 4, 53 /// <summary> 54 /// 在以下事件之前，系统都会调用WH_CBT Hook子过程，这些事件包括： 55 ///1. 激活，建立，销毁，最小化，最大化，移动，改变尺寸等窗口事件； 56 ///2. 完成系统指令； 57 ///3. 来自系统消息队列中的移动鼠标，键盘事件； 58 ///4. 设置输入焦点事件； 59 ///5. 同步系统消息队列事件。 60 ///Hook子过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 61 /// </summary> 62 WH_CBT = 5, 63 /// <summary> 64 /// WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我们可以监视菜单，滚动 65 ///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。 66 ///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 67 ///过安装了Hook子过程的应用程序建立的对话框的消息。WH_SYSMSGFILTER Hook 68 ///监视所有应用程序消息。 69 /// 70 ///WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我们可以在模式循环期间 71 ///过滤消息，这等价于在主消息循环中过滤消息。 72 /// 73 ///通过调用CallMsgFilter function可以直接的调用WH_MSGFILTER Hook。通过使用这 74 ///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 75 ///环里一样 76 /// </summary> 77 WH_SYSMSGFILTER = 6, 78 /// <summary> 79 /// WH_MOUSE Hook监视从GetMessage 或者 PeekMessage 函数返回的鼠标消息。 80 ///使用这个Hook监视输入到消息队列中的鼠标消息 81 /// </summary> 82 WH_MOUSE = 7, 83 /// <summary> 84 /// 当调用GetMessage 或 PeekMessage 来从消息队列种查询非鼠标、键盘消息时 85 /// </summary> 86 WH_HARDWARE = 8, 87 /// <summary> 88 /// 在系统调用系统中与其它Hook关联的Hook子过程之前，系统会调用 89 ///WH_DEBUG Hook子过程。你可以使用这个Hook来决定是否允许系统调用与其它 90 ///Hook关联的Hook子过程 91 /// </summary> 92 WH_DEBUG = 9, 93 /// <summary> 94 /// 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 95 ///激活的并且当顶层窗口建立或者销毁时，系统调用WH_SHELL Hook子过程。 96 ///WH_SHELL 共有５钟情况： 97 ///1. 只要有个top-level、unowned 窗口被产生、起作用、或是被摧毁； 98 ///2. 当Taskbar需要重画某个按钮； 99 ///3. 当系统需要显示关于Taskbar的一个程序的最小化形式； 100 ///4. 当目前的键盘布局状态改变； 101 ///5. 当使用者按Ctrl+Esc去执行Task Manager（或相同级别的程序）。 102 /// 103 ///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 104 ///收WH_SHELL消息之前，应用程序必须调用SystemParametersInfo function注册它自 105 ///己 106 /// </summary> 107 WH_SHELL = 10, 108 /// <summary> 109 /// 当应用程序的前台线程处于空闲状态时，可以使用WH_FOREGROUNDIDLE 110 ///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 111 ///会调用WH_FOREGROUNDIDLE Hook子过程 112 /// </summary> 113 WH_FOREGROUNDIDLE = 11, 114 /// <summary> 115 /// 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后调用 116 /// </summary> 117 WH_CALLWNDPROCRET = 12, 118 /// <summary> 119 /// 监视输入到线程消息队列中的键盘消息 120 /// </summary> 121 WH_KEYBOARD_LL = 13, 122 /// <summary> 123 /// 监视输入到线程消息队列中的鼠标消息 124 /// </summary> 125 WH_MOUSE_LL = 14 126 }
而用的最多的也就是：WH_KEYBOARD，WH_MOUSE， WH_KEYBOARD_LL，WH_MOUSE_LL。
WH_KEYBOARD和WH_MOUSE是全局钩子，而WH_KEYBOARD_LL和WH_MOUSE_LL是针对某个线程的。
所以说安装全局还是局部钩子取决于传入的消息常量。
安装钩子需要调用的API：
1 /// <summary> 2 /// 安装勾子 3 /// </summary> 4 /// <param name="idHook">钩子类型，此处用整形的枚举表示</param> 5 /// <param name="hookCallBack">钩子发挥作用时的回调函数</param> 6 /// <param name="moudleHandle">应用程序实例的模块句柄(一般来说是你钩子回调函数所在的应用程序实例模块句柄)</param> 7 /// <param name="threadID">与安装的钩子子程相关联的线程的标识符 8 /// <remarks>如果线程ID是0则针对系统级别的，否则是针对当前线程</remarks> 9 /// </param> 10 /// <returns>返回钩子句柄</returns> 11 [DllImport("user32.dll")] 12 public static extern int SetWindowsHookEx(int idHook, HookProcCallBack hookCallBack, IntPtr moudleHandle, int threadID); 13 14 public delegate int HookProcCallBack(int nCode, int wParam, IntPtr lParam);
☆：上面方法的第二个需要是个委托参数，必须把它设置为静态变量，因为监测钩子相当于一个定时器一直在跑，如果委托变量不是静态的话，会被GC给回收掉的。
3.监测键盘和鼠标行为
键盘操作分为：keyDown，keyPress，keyUp；鼠标操作分为：rightClick，leftClick，doubleClick，wheel，move。
所以为了要监测上面的所有行为，需要使用事件来实现。
4.卸载钩子
主要还是调用API就可以了。
1 /// <summary> 2 /// 卸载勾子 3 /// </summary> 4 /// <param name="handle">要取消的钩子的句柄</param> 5 /// <returns>卸载钩子是否成功</returns> 6 [DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto, CallingConvention = CallingConvention.StdCall)] 7 public static extern bool UnhookWindowsHookEx(int handle);
5.HookManager
发现写不下去，不知道该讲什么了，很多细节上都没有讲到，比如每个参数的含义，怎么调用等等，算是给出个思路，我也是下载了很多源码摸索过来的。
给出主要实现代码：
1 using System; 2 using System.ComponentModel; 3 using System.Diagnostics; 4 using System.Runtime.InteropServices; 5 using System.Windows.Forms; 6 7 using SharpCommon.Windows; 8 9 /* 10 11 * 2014-1-28 完善第一个版本 12 * 13 * 1.关于KeyPress的解释 14 * 在控件有焦点的情况下按下键时发生。 15 * 键事件按下列顺序发生： 16 KeyDown 17 KeyPress 18 KeyUp 19 20 非字符键不会引发 KeyPress 事件；但非字符键却可以引发 KeyDown 和 KeyUp 事件。 21 使用 KeyChar 属性在运行时对键击进行取样，并且使用或修改公共键击的子集。 22 若要仅在窗体级别处理键盘事件而不允许其他控件接收键盘事件， 23 * 请将窗体的 KeyPress 事件处理方法中的 KeyPressEventArgs.Handled 属性设置为 true。 24 * 25 * 摘自MSDN上的说明 26 * KeyPressEventArgs 指定在用户按键时撰写的字符。例如，当用户按 Shift + K 时，KeyChar 属性返回一个大写字母 K。 27 当用户按下任意键时，发生 KeyPress 事件。与 KeyPress 事件紧密相关的两个事件为 KeyUp 和 KeyDown。 28 * 当用户按下某个键时，KeyDown 事件先于每个 KeyPress 事件发生；当用户释放某个键时发生 KeyUp 事件。 29 * 当用户按住某个键时，每次字符重复时，KeyDown 和 KeyPress 事件也都重复发生。一个 KeyUp 事件在释放按键时生成。 30 31 KeyPressEventArgs 随着 KeyPress 事件的每次发生而被传递。 32 * KeyEventArgs 随着 KeyDown 和 KeyUp 事件的每次发生而被传递。 33 * KeyEventArgs 指定是否有任一个组合键（Ctrl、Shift 或 Alt）在另一个键按下的同时也曾按下。 34 * 此修饰符信息也可以通过 Control 类的 ModifierKeys 属性获得。 35 36 将 Handled 设置为 true，以取消 KeyPress 事件。这可防止控件处理按键。 37 38 注意注意： 39 有些控件将会在 KeyDown 上处理某些击键。 40 * 例如，RichTextBox 在调用 KeyPress 前处理 Enter 键。 41 * 在这种情况下，您无法取消 KeyPress 事件，而是必须从 KeyDown 取消击键。 42 * 43 * 44 * 2014-1-28 1:00 PM 45 * 1. 完成了对组合键的监测代码，通过获取KeyState来判断是否按了组合键 46 47 */ 48 49 namespace SharpCommon.Hook 50 { 51 public sealed class HookManager 52 { 53 #region Event And Field 54 public event CustomKeyEventHandler KeyUp; 55 public event CustomKeyEventHandler KeyDown; 56 public event CustomKeyEventHandler KeyPress; 57 58 public event MouseEventHandler MouseMove; 59 public event MouseEventHandler MouseWheel; 60 public event MouseEventHandler LeftMouseClickUp; 61 public event MouseEventHandler RightMouseClickUp; 62 public event MouseEventHandler LeftMouseClickDown; 63 public event MouseEventHandler RightMouseClickDown; 64 public event MouseEventHandler LeftMouseDoubleClick; 65 public event MouseEventHandler RightMouseDoubleClick; 66 67 private static int _mouseHookHandle; 68 private static int _keyboardHookHandlel; 69 70 private static HookProcCallBack _mouseHookCallBack; 71 private static HookProcCallBack _keyboardHookCallBack; 72 73 private static readonly HookManager _instance = new HookManager(); 74 75 private static readonly int _currentThreadID = AppDomain.GetCurrentThreadId(); 76 private static readonly IntPtr _currentMoudleHandle = WindowsAPI.GetModuleHandle(Process.GetCurrentProcess().MainModule.ModuleName); 77 78 #endregion 79 80 #region Instance 81 82 private HookManager() 83 { } 84 85 public static HookManager Instance 86 { 87 get { return _instance; } 88 } 89 90 #endregion 91 92 #region Install Hook 93 94 /// <summary> 95 /// Install the hook. 96 /// </summary> 97 /// <param name="installType">Select the hook install type.</param> 98 public void InstallHook(HookInstallType installType = HookInstallType.MouseAndKeyBoard) 99 { 100 switch (installType) 101 { 102 case HookInstallType.Mouse: 103 this.InstallMouseHook(); 104 break; 105 case HookInstallType.KeyBoard: 106 this.InstallKeyBoardHook(); 107 break; 108 case HookInstallType.MouseAndKeyBoard: 109 this.InstallMouseHook(); 110 this.InstallKeyBoardHook(); 111 break; 112 } 113 } 114 115 #endregion 116 117 #region Mouse Hook Monitor 118 119 /// <summary> 120 /// Install the mouse hook. 121 /// Default install mouse global hook - [14]; 122 /// </summary> 123 /// <param name="hookType">Select mouse hook type.</param> 124 public void InstallMouseHook(HookType hookType = HookType.WH_MOUSE_LL) 125 { 126 if (_mouseHookHandle == default(int)) 127 { 128 _mouseHookCallBack = new HookProcCallBack(this.MouseHookCallBack); 129 if (hookType == HookType.WH_MOUSE) 130 { 131 _mouseHookHandle = HookAPI.SetWindowsHookEx((int)hookType, _mouseHookCallBack, IntPtr.Zero, _currentThreadID); 132 } 133 else 134 { 135 _mouseHookHandle = HookAPI.SetWindowsHookEx((int)hookType, _mouseHookCallBack, _currentMoudleHandle, 0); 136 } 137 this.CheckHandleIsZero(_mouseHookHandle); 138 } 139 } 140 141 private int MouseHookCallBack(int nCode, int wParam, IntPtr lParam) 142 { 143 MouseButtons mouseOperation = MouseButtons.None; 144 Point mousePoint = (Point)Marshal.PtrToStructure(lParam, typeof(Point)); 145 146 switch (wParam) 147 { 148 case (int)WindowsMessage.WM_LBUTTONDOWN: 149 mouseOperation = MouseButtons.Left; 150 this.InvokeMouseEvent(this.LeftMouseClickDown, mouseOperation, mousePoint); 151 break; 152 case (int)WindowsMessage.WM_LBUTTONUP: 153 mouseOperation = MouseButtons.Left; 154 this.InvokeMouseEvent(this.LeftMouseClickUp, mouseOperation, mousePoint); 155 break; 156 case (int)WindowsMessage.WM_LBUTTONDBLCLK: 157 mouseOperation = MouseButtons.Left; 158 this.InvokeMouseEvent(this.LeftMouseDoubleClick, mouseOperation, mousePoint); 159 break; 160 case (int)WindowsMessage.WM_RBUTTONDOWN: 161 mouseOperation = MouseButtons.Right; 162 this.InvokeMouseEvent(this.RightMouseClickDown, mouseOperation, mousePoint); 163 break; 164 case (int)WindowsMessage.WM_RBUTTONUP: 165 mouseOperation = MouseButtons.Right; 166 this.InvokeMouseEvent(this.RightMouseClickUp, mouseOperation, mousePoint); 167 break; 168 case (int)WindowsMessage.WM_RBUTTONDBLCLK: 169 mouseOperation = MouseButtons.Right; 170 this.InvokeMouseEvent(this.RightMouseDoubleClick, mouseOperation, mousePoint); 171 break; 172 case (int)WindowsMessage.WM_MOUSEMOVE: 173 this.InvokeMouseEvent(this.MouseMove, mouseOperation, mousePoint); 174 break; 175 case (int)WindowsMessage.WM_MOUSEWHEEL: 176 this.InvokeMouseEvent(this.MouseWheel, mouseOperation, mousePoint); 177 break; 178 } 179 180 return HookAPI.CallNextHookEx(_mouseHookHandle, nCode, wParam, lParam); 181 } 182 183 private void InvokeMouseEvent(MouseEventHandler mouseEvent, MouseButtons mouseButton, Point point) 184 { 185 if (mouseEvent != null) 186 { 187 MouseEventArgs mouseArgs = new MouseEventArgs(mouseButton, 0, point.X, point.Y, 0); 188 mouseEvent(this, mouseArgs); 189 } 190 } 191 192 #endregion 193 194 #region KeyBoaed Hook Monitor 195 196 /// <summary> 197 /// Install the keyboard hook. 198 /// Default install keyboard global hook - [13]. 199 /// </summary> 200 /// <param name="hookType">Select keyboard hook type.</param> 201 public void InstallKeyBoardHook(HookType hookType = HookType.WH_KEYBOARD_LL) 202 { 203 if (_keyboardHookHandlel == default(int)) 204 { 205 _keyboardHookCallBack = new HookProcCallBack(this.KeyBoradHookCallBack); 206 if (hookType == HookType.WH_KEYBOARD) 207 { 208 _keyboardHookHandlel = HookAPI.SetWindowsHookEx((int)hookType, _keyboardHookCallBack, IntPtr.Zero, _currentThreadID); 209 } 210 else 211 { 212 _keyboardHookHandlel = HookAPI.SetWindowsHookEx((int)hookType, _keyboardHookCallBack, _currentMoudleHandle, 0); 213 } 214 this.CheckHandleIsZero(_keyboardHookHandlel); 215 } 216 } 217 218 private int KeyBoradHookCallBack(int nCode, int wParam, IntPtr lParam) 219 { 220 if (nCode >= 0) 221 { 222 CustomKeyBoard keyInfo = (CustomKeyBoard)Marshal.PtrToStructure(lParam, typeof(CustomKeyBoard)); 223 224 if (this.KeyDown != null 225 && (wParam == (int)WindowsMessage.WM_KEYDOWN || wParam == (int)WindowsMessage.WM_SYSKEYDOWN)) 226 { 227 this.InvokeKeyBoardEvent(this.KeyDown, (Keys)keyInfo.VirtualKeyCode); 228 } 229 230 if (this.KeyPress != null && wParam == (int)WindowsMessage.WM_KEYDOWN) 231 { 232 this.InvokeKeyBoardEvent(this.KeyPress, (Keys)keyInfo.VirtualKeyCode); 233 } 234 235 if (this.KeyUp != null 236 && (wParam == (int)WindowsMessage.WM_KEYUP || wParam == (int)WindowsMessage.WM_SYSKEYUP)) 237 { 238 this.InvokeKeyBoardEvent(this.KeyUp, (Keys)keyInfo.VirtualKeyCode); 239 } 240 } 241 242 return HookAPI.CallNextHookEx(_keyboardHookHandlel, nCode, wParam, lParam); 243 } 244 245 private void InvokeKeyBoardEvent(CustomKeyEventHandler keyEvent, Keys keyData) 246 { 247 CustomKeyEventArgs customKeyArgs = new CustomKeyEventArgs(keyData); 248 keyEvent(this, customKeyArgs); 249 } 250 251 #endregion 252 253 #region Common 254 255 private void CheckHandleIsZero(int handle) 256 { 257 if (handle == 0) 258 { 259 int errorID = Marshal.GetLastWin32Error(); 260 throw new Win32Exception(errorID); 261 } 262 } 263 264 public void UninstallHook() 265 { 266 if (_mouseHookHandle != default(int)) 267 { 268 if (HookAPI.UnhookWindowsHookEx(_mouseHookHandle)) 269 { 270 _mouseHookHandle = default(int); 271 } 272 } 273 if (_keyboardHookHandlel != default(int)) 274 { 275 if (HookAPI.UnhookWindowsHookEx(_keyboardHookHandlel)) 276 { 277 _keyboardHookHandlel = default(int); 278 } 279 } 280 } 281 282 #endregion 283 } 284 }
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