HOOK 钩子技术

认识钩子 HOOK

消息传递机制

• 我们先来学习一下 Windows 消息传递机制
• 当我们在应用程序进行相关操作时，例如：点击鼠标、按下键盘，操作窗口等，操作系统能够感知这一事件，接着把此消息放到系统消息队列，然后到应用程序的消息序列中，应用程序通过 Getmessage 函数取出消息，然后调用 DispatchMessage 函数将这条消息调度给操作系统，操作系统会调用在设计窗口类时指定的应用程序窗口对这一消息进行处理
• 处理过程如下图所示

• 在《VC深入详解》一书中，它将钩子过程比喻为警察为了抓逃犯而设置的检查站，基本原理也确实与此类似
• 就是在应用程序将信息传递给操作系统时（图中的 ③ ），对消息进行捕获和过滤，从而阻止消息发送到指定的窗口过程，最终完成对某些消息的屏蔽功能

钩子基础知识

• HOOK（钩子，挂钩）是一种 Windows 平台下实现类似于中断的机制
• HOOK 机制允许应用程序拦截并处理 Windows 消息或指定事件，当指定的消息发出后，HOOK 程序就可以在消息到达目标窗口之前将其捕获，从而得到对消息的控制权，进而可以对该消息进行处理或修改，加入我们所需的功能
• 钩子按使用范围分，可分为 线程钩子 和 系统钩子，其中，系统钩子具有相当大的功能，几乎可以实现对所有 Windows 消息的拦截、处理和监控
• 钩子技术涉及到两个重要的 Windows API，一个是 SetWindowsHookEx，安装钩子；另一个是 UnHookWindowsHookEx，卸载钩子

钩子与系统

• 对于 Windows 系统，它是建立在事件驱动机制上的，说白了就是整个系统都是通过消息传递实现的
• hook（钩子）是一种特殊的消息处理机制，它可以监视系统或者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
• 所以说，我们可以在系统中自定义钩子，用来监视系统中特定事件的发生，完成特定功能，如屏幕取词，监视日志，截获键盘、鼠标输入等等
• 程序员在讨论时也常说 “可以先钩住再处理”，即执行某操作之前，优先处理一下，再决定后面的执行走向
• 钩子的种类很多，每种钩子可以截获相应的消息，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，线程钩子可以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
• 所以说，hook（钩子）就是一个 Windows 消息的拦截机制，可以拦截单个进程的消息(线程钩子)，也可以拦截所有进程的消息(系统钩子)，也可以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，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

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HOOK 分类

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。

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HOOK 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钩子前面

• 当一个事件发生时，如果您安装的是一个 线程钩子，您进程中的钩子函数将被调用

• 如果安装的是一个 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。因此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

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补充说明

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。