深入探讨.NET中的钩子技术

　四、 构建库

　　这个库共有两个主要组件。第一部分是一个C#类库-你可以直接使用于你的应用程序中。该类库，反过来，在内部使用一个非托管的C++ DLL来直接管理系统钩子。我们将首先讨论开发该C++部分。接下来，我们将讨论怎么在C#中使用这个库来构建一个通用的钩子类。就象我们讨论C++/C#交互一样，我们将特别注意C++方法和数据类型是怎样映射到.NET方法和数据类型的。

　　你可能想知道为什么我们需要两个库，特别是一个非托管的C++ DLL。你还可能注意到在本文的背景一节中提到的两篇参考文章，其中并没有使用任何非托管的代码。为此，我的回答是，"对!这正是我写这篇文章的原因"。当你思考系统钩子是怎样实际地实现它们的功能时，我们需要非托管的代码是十分重要的。为了使一个全局的系统钩子能够工作，Windows把你的DLL插入到每个正在运行的进程的进程空间中。既然大多数进程不是.NET进程，所以，它们不能直接执行.NET装配集。我们需要一种非托管的代码代理-Windows可以把它插入到所有将要被钩住的进程中。

　　首先是提供一种机制来把一个.NET代理传递到我们的C++库。这样，我们用C++语言定义下列函数(SetUserHookCallback)和函数指针(HookProc)。

int SetUserHookCallback(HookProc userProc, UINT hookID) typedef void (CALLBACK *HookProc)(int code, WPARAM w, LPARAM l)

　　SetUserHookCallback的第二个参数是钩子类型-这个函数指针将使用它。现在，我们必须用C#来定义相应的方法和代理以使用这段代码。下面是我们怎样把它映射到C#。

private static extern SetCallBackResults SetUserHookCallback(HookProcessedHandler hookCallback, HookTypes hookType) protected delegate void HookProcessedHandler(int code, UIntPtr wparam, IntPtr lparam) public enum HookTypes { 　JournalRecord = 0, 　JournalPlayback = 1, 　// ... 　KeyboardLL = 13, 　MouseLL = 14 };

　　首先,我们使用DllImport属性导入SetUserHookCallback函数，作为我们的抽象基钩子类SystemHook的一个静态的外部的方法。为此，我们必须映射一些外部数据类型。首先，我们必须创建一个代理作为我们的函数指针。这是通过定义上面的HookProcessHandler来实现的。我们需要一个函数，它的C++签名为(int,WPARAM,LPARAM)。在Visual Studio .NET C++编译器中，int与C#中是一样的。也就是说，在C++与C#中int就是Int32。事情并不总是这样。一些编译器把C++ int作为Int16对待。我们坚持使用Visual Studio .NET C++编译器来实现这个工程，因此，我们不必担心编译器差别所带来的另外的定义。

　　接下来，我们需要用C#传递WPARAM和LPARAM值。这些确实是指针，它们分别指向C++的UINT和LONG值。用C#来说，它们是指向uint和int的指针。如果你还不确定什么是WPARAM，你可以通过在C++代码中单击右键来查询它，并且选择"Go to definition"。这将会引导你到在windef.h中的定义。

//从windef.h: typedef UINT_PTR WPARAM; typedef LONG_PTR LPARAM;

　　因此，我们选择System.UIntPtr和System.IntPtr作为我们的变量类型-它们分别相应于WPARAM和LPARAM类型，当它们使用在C#中时。
现在，让我们看一下钩子基类是怎样使用这些导入的方法来传递一个回叫函数(代理)到C++中-它允许C++库直接调用你的系统钩子类的实例。首先，在构造器中，SystemHook类创建一个到私有方法InternalHookCallback的代理-它匹配HookProcessedHandler代理签名。然后，它把这个代理和它的HookType传递到C++库以使用SetUserHookCallback方法来注册该回叫函数，如上面所讨论的。下面是其代码实现：

public SystemHook(HookTypes type){ 　_type = type; 　_processHandler = new HookProcessedHandler(InternalHookCallback); 　SetUserHookCallback(_processHandler, _type); }

　　InternalHookCallback的实现相当简单。InternalHookCallback在用一个catch-all try/catch块包装它的同时仅传递到抽象方法HookCallback的调用。这将简化在派生类中的实现并且保护C++代码。记住，一旦一切都准备妥当，这个C++钩子就会直接调用这个方法。

[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)] private void InternalHookCallback(int code, UIntPtr wparam, IntPtr lparam){ try { HookCallback(code, wparam, lparam); } catch {} }

　　我们已增加了一个方法实现属性-它告诉编译器不要内联这个方法。这不是可选的。至少，在我添加try/catch之前是需要的。看起来，由于某些原因，编译器在试图内联这个方法-这将给包装它的代理带来各种麻烦。然后，C++层将回叫，而该应用程序将会崩溃。

　　现在，让我们看一下一个派生类是怎样用一个特定的HookType来接收和处理钩子事件。下面是虚拟的MouseHook类的HookCallback方法实现：

protected override void HookCallback(int code, UIntPtr wparam, IntPtr lparam){ 　if (MouseEvent == null) { return; } 　　int x = 0, y = 0; 　　MouseEvents mEvent = (MouseEvents)wparam.ToUInt32(); 　　switch(mEvent) { 　　　case MouseEvents.LeftButtonDown: 　　　　GetMousePosition(wparam, lparam, ref x, ref y); 　　　　break; 　　　// ... 　　} 　MouseEvent(mEvent, new Point(x, y)); }

　　首先，注意这个类定义一个事件MouseEvent-该类在收到一个钩子事件时激发这个事件。这个类在激发它的事件之前，把数据从WPARAM和LPARAM类型转换成.NET中有意义的鼠标事件数据。这样可以使得类的消费者免于担心解释这些数据结构。这个类使用导入的GetMousePosition函数-我们在C++ DLL中定义的用来转换这些值。为此，请看下面几段的讨论。

　　在这个方法中，我们检查是否有人在听这一个事件。如果没有，不必继续处理这一事件。然后，我们把WPARAM转换成一个MouseEvents枚举类型。我们已小心地构造了MouseEvents枚举来准确匹配它们在C++中相应的常数。这允许我们简单地把指针的值转换成枚举类型。但是要注意，这种转换即使在WPARAM的值不匹配一个枚举值的情况下也会成功。mEvent的值将仅是未定义的（不是null，只是不在枚举值范围之内）。为此，请详细分析System.Enum.IsDefined方法。

　　接下来，在确定我们收到的事件类型后，该类激活这个事件，并且通知消费者鼠标事件的类型及在该事件过程中鼠标的位置。

　　最后注意，有关转换WPARAM和LPARAM值：对于每个类型的事件，这些变量的值和意思是不同的。因此，在每一种钩子类型中，我们必须区别地解释这些值。我选择用C++实现这种转换，而不是尽量用C#来模仿复杂的C++结构和指针。例如，前面的类就使用了一个叫作GetMousePosition的C++函数。下面是C++ DLL中的这个方法：

bool GetMousePosition(WPARAM wparam, LPARAM lparam, int & x, int & y) { 　MOUSEHOOKSTRUCT * pMouseStruct = (MOUSEHOOKSTRUCT *)lparam; 　x = pMouseStruct->pt.x; 　y = pMouseStruct->pt.y; 　return true; }

　　不是尽量映射MOUSEHOOKSTRUCT结构指针到C#，我们简单地暂时把它回传到C++层以提取我们需要的值。注意，因为我们需要从这个调用中返回一些值，我们把我们的整数作为参考变量传递。这直接映射到C#中的int*。但是，我们可以重载这个行为，通过选择正确的签名来导入这个方法。

private static extern bool InternalGetMousePosition(UIntPtr wparam,IntPtr lparam, ref int x, ref int y)

　　通过把integer参数定义为ref int，我们得到通过C++参照传递给我们的值。如果我们想要的话，我们还可以使用out int。