C#强化系列文章二：在C#中使用钩子

相信以前用过VB、Delphi，特别是VC的程序员应该对钩子程序都不陌生。在C#中我们同样可以使用钩子程序来实现特殊效果，比如当用户按下某个特殊键时提示，比如关闭应用程序前提示等。
当然使用方法相对VC来说要稍微复杂一点，有的地方还不太方便，下面的例子中实现两个基本功能：
1、按下Alt+F4时使窗口最小化
2、关闭应用程序前提示

不过目前只能捕获消息，不能屏蔽消息，我正在实验，也希望知道的高手能多多指教

一、加入winuser.h中的定义
因为钩子程序一般情况下都是在vc下使用的，在c#里面并没有对应的方法、结构等的定义，我们首先需要把winuser.h中的相关定义加入自己的类

钩子类型的枚举
    public enum HookType : int
    {
        WH_JOURNALRECORD = 0,
        WH_JOURNALPLAYBACK = 1,
        WH_KEYBOARD = 2,
        WH_GETMESSAGE = 3,
        WH_CALLWNDPROC = 4,
        WH_CBT = 5,
        WH_SYSMSGFILTER = 6,
        WH_MOUSE = 7,
        WH_HARDWARE = 8,
        WH_DEBUG = 9,
        WH_SHELL = 10,
        WH_FOREGROUNDIDLE = 11,
        WH_CALLWNDPROCRET = 12,
        WH_KEYBOARD_LL = 13,
        WH_MOUSE_LL = 14
    }

具体的说明在msdn中都可以查到，主要的比如WH_KEYBOARD是监控按键事件，WH_CALLWNDPROC是在消息触发时执行

虚键值的定义
    public enum VirtualKeys
    {
        VK_SHIFT = 0x10,
        VK_CONTROL = 0x11,
        VK_MENU = 0x12,    //ALT
        VK_PAUSE = 0x13,
        VK_CAPITAL = 0x14
    }

这个不用说明了，对应ALT、CTRL等键

消息结构体
    public struct CWPSTRUCT
    {
        public IntPtr lparam;
        public IntPtr wparam;
        public int message;
        public IntPtr hwnd;
    }

这个是windows内部传递过来的消息的结构

二、加入自己定义的委托和事件参数

钩子委托
    public delegate int HookProc(int code, IntPtr wParam, IntPtr lParam);
    public delegate void HookEventHandler(object sender, HookEventArgs e);

HokkProc是SetWindowsHookEx调用时的委托事件，HookEventHandler是自己的委托事件

钩子事件参数
    public class HookEventArgs : EventArgs
    {
        public int HookCode;
        public IntPtr wParam;
        public IntPtr lParam;
        public Keys key;
        public bool bAltKey;
        public bool bCtrlKey;
    }

是自己的委托事件中接受的事件参数

三、实现自己的钩子类
这一步是最重要的，要使用钩子，我们需要引用user32.dll中的相应方法：

        [DllImport("user32.dll")]
        static extern IntPtr SetWindowsHookEx(HookType hook, HookProc callback, IntPtr hMod, uint dwThreadId);

        [DllImport("user32.dll")]
        static extern bool UnhookWindowsHookEx(IntPtr hhk);

        [DllImport("user32.dll")]
        static extern int CallNextHookEx(IntPtr hhk, int nCode, IntPtr wParam, IntPtr lParam);

        [DllImport("user32.dll")]
        static extern short GetKeyState(VirtualKeys nVirtKey);

SetWindowsHookEx是注册一个钩子程序，UnhookWindowsHookEx是释放钩子程序，CallNextHookEx调用钩子的后续事件处理，GetKeyState得到所按的虚键

然后就可以调用这些方法来实现钩子程序，比如注册一个钩子可以调用：

            m_hook = SetWindowsHookEx(m_hooktype, m_hookproc, IntPtr.Zero, (uint)AppDomain.GetCurrentThreadId());

其中m_hooktype就是HookType中定义的类型，m_hookproc就是实际的钩子处理程序：

m_hookproc = new HookProc(KeyHookProcedure);

最关键的就是KeyHookProcedure等钩子处理程序：

        protected int KeyHookProcedure(int code, IntPtr wParam, IntPtr lParam)
        {
            if (code != 0)
            {
                return CallNextHookEx(m_hook, code, wParam, lParam);
            }

            if (HookInvoked != null)
            {
                Keys key = (Keys)wParam.ToInt32();
                HookEventArgs eventArgs = new HookEventArgs();
                eventArgs.key = key;
                eventArgs.lParam = lParam;
                eventArgs.wParam = wParam;
                eventArgs.HookCode = code;
                eventArgs.bAltKey = GetKeyState(VirtualKeys.VK_MENU) <= -127;
                eventArgs.bCtrlKey = GetKeyState(VirtualKeys.VK_CONTROL) <= -127;
                HookInvoked(this, eventArgs);
            }

            return CallNextHookEx(m_hook, code, wParam, lParam);
        }

在这个事件中可以取得消息的参数，特别是按键的值，然后通过HookInvoked委托调用事件实际的处理程序

四、在应用程序中调用钩子类
我们可以在自己的form中声明两个钩子对象

        private MyHook callProcHook = new MyHook(HookType.WH_CALLWNDPROC);
        private MyHook keyHook = new MyHook(HookType.WH_KEYBOARD);

然后在初始化时注册钩子：

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            keyHook.HookInvoked += new HookEventHandler(keyHook_HookInvoked);
            keyHook.Install();

            callProcHook.HookInvoked += new HookEventHandler(callProcHook_HookInvoked);
            callProcHook.Install();
        }

然后就是实际的钩子事件：

        private void keyHook_HookInvoked(object sender, HookEventArgs e)
        {
            if (e.key == Keys.F4 && e.bAltKey) //Alt + F4
            {
                this.WindowState = FormWindowState.Minimized;
            }
        }

        private void callProcHook_HookInvoked(object sender, HookEventArgs e)
        {
            unsafe
            {
                CWPSTRUCT* message = (CWPSTRUCT*)e.lParam;
                if (message != null)
                {
                    if (message->message == WM_CLOSE)
                    {
                        (sender as MyHook).CallNextProc = false;
                        MessageBox.Show("程序即将关闭！");
                    }
                }
            }
        }

这样我们就可以通过钩子实现一些相对底层的应用。

代码说的有点乱，我就把最主要的代码直接列在下面供大家参考：

例子代码
  1using System;
  2using System.Collections.Generic;
  3using System.ComponentModel;
  4using System.Data;
  5using System.Drawing;
  6using System.Text;
  7using System.Windows.Forms;
  8using System.Runtime.InteropServices;
  9
 10namespace HookTest
 11{
 12    public partial class Form1 : Form
 13    {
 14        消息定义(WinUser.h中定义)#region 消息定义(WinUser.h中定义)
 15        private const int WM_PAINT = 0x000F;
 16        private const int WM_CLOSE = 0x0010;
 17        private const int WM_QUIT = 0x0012;
 18        private const int WM_DESTROY = 0x0002;
 19        #endregion
 20
 21        private MyHook callProcHook = new MyHook(HookType.WH_CALLWNDPROC);
 22        private MyHook keyHook = new MyHook(HookType.WH_KEYBOARD);
 23
 24        public Form1()
 25        {
 26            InitializeComponent();
 27        }
 28
 29        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
 30        {
 31            keyHook.HookInvoked += new HookEventHandler(keyHook_HookInvoked);
 32            keyHook.Install();
 33
 34            callProcHook.HookInvoked += new HookEventHandler(callProcHook_HookInvoked);
 35            callProcHook.Install();
 36        }
 37
 38        private void keyHook_HookInvoked(object sender, HookEventArgs e)
 39        {
 40            if (e.key == Keys.F4 && e.bAltKey) //Alt + F4
 41            {
 42                this.WindowState = FormWindowState.Minimized;
 43            }
 44        }
 45
 46        private void callProcHook_HookInvoked(object sender, HookEventArgs e)
 47        {
 48            unsafe
 49            {
 50                CWPSTRUCT* message = (CWPSTRUCT*)e.lParam;
 51                if (message != null)
 52                {
 53                    if (message->message == WM_CLOSE)
 54                    {
 55                        (sender as MyHook).CallNextProc = false;
 56                        MessageBox.Show("程序即将关闭！");
 57                    }
 58                }
 59            }
 60        }
 61
 62    }
 63
 64    消息结构体(参照WinUser.h中定义)#region 消息结构体(参照WinUser.h中定义)
 65    public struct CWPSTRUCT
 66    {
 67        public IntPtr lparam;
 68        public IntPtr wparam;
 69        public int message;
 70        public IntPtr hwnd;
 71    }
 72    #endregion
 73
 74    钩子类型的枚举#region 钩子类型的枚举
 75    public enum HookType : int
 76    {
 77        WH_JOURNALRECORD = 0,
 78        WH_JOURNALPLAYBACK = 1,
 79        WH_KEYBOARD = 2,
 80        WH_GETMESSAGE = 3,
 81        WH_CALLWNDPROC = 4,
 82        WH_CBT = 5,
 83        WH_SYSMSGFILTER = 6,
 84        WH_MOUSE = 7,
 85        WH_HARDWARE = 8,
 86        WH_DEBUG = 9,
 87        WH_SHELL = 10,
 88        WH_FOREGROUNDIDLE = 11,
 89        WH_CALLWNDPROCRET = 12,
 90        WH_KEYBOARD_LL = 13,
 91        WH_MOUSE_LL = 14
 92    }
 93    #endregion
 94
 95    虚键值的定义(参照WinUser.h中定义)#region 虚键值的定义(参照WinUser.h中定义)
 96    public enum VirtualKeys
 97    {
 98        VK_SHIFT = 0x10,
 99        VK_CONTROL = 0x11,
100        VK_MENU = 0x12,    //ALT
101        VK_PAUSE = 0x13,
102        VK_CAPITAL = 0x14
103    }
104    #endregion
105
106    钩子委托#region 钩子委托
107    public delegate int HookProc(int code, IntPtr wParam, IntPtr lParam);
108    public delegate void HookEventHandler(object sender, HookEventArgs e);
109    #endregion
110
111    钩子事件参数#region 钩子事件参数
112    public class HookEventArgs : EventArgs
113    {
114        public int HookCode;
115        public IntPtr wParam;
116        public IntPtr lParam;
117        public Keys key;
118        public bool bAltKey;
119        public bool bCtrlKey;
120    }
121    #endregion
122
123    钩子类#region 钩子类
124    public class MyHook
125    {
126        调用Windows API#region 调用Windows API
127        [DllImport("user32.dll")]
128        static extern IntPtr SetWindowsHookEx(HookType hook, HookProc callback, IntPtr hMod, uint dwThreadId);
129
130        [DllImport("user32.dll")]
131        static extern bool UnhookWindowsHookEx(IntPtr hhk);
132
133        [DllImport("user32.dll")]
134        static extern int CallNextHookEx(IntPtr hhk, int nCode, IntPtr wParam, IntPtr lParam);
135
136        [DllImport("user32.dll")]
137        static extern short GetKeyState(VirtualKeys nVirtKey);
138        #endregion
139
140        局部变量#region 局部变量
141        private IntPtr m_hook;
142        private HookType m_hooktype;
143        private HookProc m_hookproc;
144
145        private bool _bCallNext;
146
147        public bool CallNextProc
148        {
149            get { return _bCallNext; }
150            set { _bCallNext = value; }
151        }
152    
153        #endregion
154
155        public event HookEventHandler HookInvoked;
156
157        public void Install()
158        {
159            m_hook = SetWindowsHookEx(m_hooktype, m_hookproc, IntPtr.Zero, (uint)AppDomain.GetCurrentThreadId());
160        }
161
162        public void Uninstall()
163        {
164            if (m_hook != IntPtr.Zero)
165            {
166                UnhookWindowsHookEx(m_hook);
167            }
168        }
169
170        public MyHook(HookType HookType)
171        {
172            m_hooktype = HookType;
173            if (m_hooktype == HookType.WH_KEYBOARD)
174            {
175                m_hookproc = new HookProc(KeyHookProcedure);
176            }
177            else if (m_hooktype == HookType.WH_CALLWNDPROC)
178            {
179                m_hookproc = new HookProc(CallProcHookProcedure);
180            }
181        }
182
183        protected int KeyHookProcedure(int code, IntPtr wParam, IntPtr lParam)
184        {
185            if (code != 0)
186            {
187                return CallNextHookEx(m_hook, code, wParam, lParam);
188            }
189
190            if (HookInvoked != null)
191            {
192                Keys key = (Keys)wParam.ToInt32();
193                HookEventArgs eventArgs = new HookEventArgs();
194                eventArgs.key = key;
195                eventArgs.lParam = lParam;
196                eventArgs.wParam = wParam;
197                eventArgs.HookCode = code;
198                eventArgs.bAltKey = GetKeyState(VirtualKeys.VK_MENU) <= -127;
199                eventArgs.bCtrlKey = GetKeyState(VirtualKeys.VK_CONTROL) <= -127;
200                HookInvoked(this, eventArgs);
201            }
202
203            return CallNextHookEx(m_hook, code, wParam, lParam);
204        }
205
206        protected int CallProcHookProcedure(int code, IntPtr wParam, IntPtr lParam)
207        {
208            try
209            {
210                CallNextProc = true;
211                if (HookInvoked != null)
212                {
213                    HookEventArgs eventArgs = new HookEventArgs();
214                    eventArgs.lParam = lParam;
215                    eventArgs.wParam = wParam;
216                    eventArgs.HookCode = code;
217                    HookInvoked(this, eventArgs);
218                }
219
220                if (CallNextProc)
221                {
222                    return CallNextHookEx(m_hook, code, wParam, lParam);
223                }
224                else
225                {
226                    //return 1;
227                    return CallNextHookEx(IntPtr.Zero, code, wParam, lParam);
228                }
229            }
230            catch (Exception ex)
231            {
232                MessageBox.Show(ex.Message);
233                return 0;
234            }
235        }
236    }
237    #endregion
238}

以上的钩子只对当前应用程序起作用，如果想控制其他的所有程序，需要使用全局钩子。原则上全局钩子在C#中是不支持的，在http://www.codeproject.com/csharp/globalhook.asp 中的代码可以参照来实现全局钩子