C#全局键盘监听(Hook)的使用

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  1. 20151210-初次成文
  2. 20170518-更新内容

为什么需要全局键盘监听?

在某些情况下应用程序需要实现快捷键执行特定功能,例如大家熟知的QQ截图功能Ctrl+Alt+A快捷键,只要QQ程序在运行(无论是拥有焦点还是处于后台运行状态),都可以按下快捷键使用此功能…

这个时候在程序中添加键盘监听肯定不能满足需求了,当用户焦点不在App上时(如最小化,或者用户在处理其它事物等等)键盘监听就失效了

怎样才能实现全局键盘监听?

这里需要用到Windows API,源码如下:(可以作为一个工具类[KeyboardHook.cs]收藏起来)

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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Windows.Forms;
using System.Reflection;

namespace clickmonitor
{
/// <summary>
/// 键盘钩子
/// [以下代码来自某网友,并非本人原创]
/// <summary>
class KeyboardHook
{
public event KeyEventHandler KeyDownEvent;
public event KeyPressEventHandler KeyPressEvent;
public event KeyEventHandler KeyUpEvent;

public delegate int HookProc(int nCode, Int32 wParam, IntPtr lParam);
static int hKeyboardHook = 0; //声明键盘钩子处理的初始值
//值在Microsoft SDK的Winuser.h里查询
//转载自http://www.bianceng.cn/Programming/csharp/201410/45484.htm
public const int WH_KEYBOARD_LL = 13; //线程键盘钩子监听鼠标消息设为2,全局键盘监听鼠标消息设为13
HookProc KeyboardHookProcedure; //声明KeyboardHookProcedure作为HookProc类型
//键盘结构
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public class KeyboardHookStruct
{
public int vkCode; //定一个虚拟键码。该代码必须有一个价值的范围1至254
public int scanCode; // 指定的硬件扫描码的关键
public int flags; // 键标志
public int time; // 指定的时间戳记的这个讯息
public int dwExtraInfo; // 指定额外信息相关的信息
}
//使用此功能,安装了一个钩子
[DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto, CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern int SetWindowsHookEx(int idHook, HookProc lpfn, IntPtr hInstance, int threadId);

//调用此函数卸载钩子
[DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto, CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern bool UnhookWindowsHookEx(int idHook);

//使用此功能,通过信息钩子继续下一个钩子
[DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto, CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern int CallNextHookEx(int idHook, int nCode, Int32 wParam, IntPtr lParam);

// 取得当前线程编号(线程钩子需要用到)
[DllImport("kernel32.dll")]
static extern int GetCurrentThreadId();

//使用WINDOWS API函数代替获取当前实例的函数,防止钩子失效
[DllImport("kernel32.dll")]
public static extern IntPtr GetModuleHandle(string name);

public void Start()
{
// 安装键盘钩子
if (hKeyboardHook == 0)
{
KeyboardHookProcedure = new HookProc(KeyboardHookProc);
hKeyboardHook = SetWindowsHookEx(WH_KEYBOARD_LL, KeyboardHookProcedure, GetModuleHandle(System.Diagnostics.Process.GetCurrentProcess().MainModule.ModuleName), 0);
//hKeyboardHook = SetWindowsHookEx(WH_KEYBOARD_LL, KeyboardHookProcedure, Marshal.GetHINSTANCE(Assembly.GetExecutingAssembly().GetModules()[0]), 0);
//************************************
//键盘线程钩子
//SetWindowsHookEx( 2,KeyboardHookProcedure, IntPtr.Zero, GetCurrentThreadId());//指定要监听的线程idGetCurrentThreadId(),
//键盘全局钩子,需要引用空间(using System.Reflection;)
//SetWindowsHookEx( 13,MouseHookProcedure,Marshal.GetHINSTANCE(Assembly.GetExecutingAssembly().GetModules()[0]),0);
//
//关于SetWindowsHookEx (int idHook, HookProc lpfn, IntPtr hInstance, int threadId)函数将钩子加入到钩子链表中,说明一下四个参数:
//idHook 钩子类型,即确定钩子监听何种消息,上面的代码中设为2,即监听键盘消息并且是线程钩子,如果是全局钩子监听键盘消息应设为13,
//线程钩子监听鼠标消息设为7,全局钩子监听鼠标消息设为14。lpfn 钩子子程的地址指针。如果dwThreadId参数为0 或是一个由别的进程创建的
//线程的标识,lpfn必须指向DLL中的钩子子程。 除此以外,lpfn可以指向当前进程的一段钩子子程代码。钩子函数的入口地址,当钩子钩到任何
//消息后便调用这个函数。hInstance应用程序实例的句柄。标识包含lpfn所指的子程的DLL。如果threadId 标识当前进程创建的一个线程,而且子
//程代码位于当前进程,hInstance必须为NULL。可以很简单的设定其为本应用程序的实例句柄。threaded 与安装的钩子子程相关联的线程的标识符
//如果为0,钩子子程与所有的线程关联,即为全局钩子
//************************************
//如果SetWindowsHookEx失败
if (hKeyboardHook == 0)
{
Stop();
throw new Exception("安装键盘钩子失败");
}
}
}
public void Stop()
{
bool retKeyboard = true;

if (hKeyboardHook != 0)
{
retKeyboard = UnhookWindowsHookEx(hKeyboardHook);
hKeyboardHook = 0;
}

if (!(retKeyboard)) throw new Exception("卸载钩子失败!");
}
//ToAscii职能的转换指定的虚拟键码和键盘状态的相应字符或字符
[DllImport("user32")]
public static extern int ToAscii(int uVirtKey, //[in] 指定虚拟关键代码进行翻译。
int uScanCode, // [in] 指定的硬件扫描码的关键须翻译成英文。高阶位的这个值设定的关键,如果是(不压)
byte[] lpbKeyState, // [in] 指针,以256字节数组,包含当前键盘的状态。每个元素(字节)的数组包含状态的一个关键。如果高阶位的字节是一套,关键是下跌(按下)。在低比特,如果设置表明,关键是对切换。在此功能,只有肘位的CAPS LOCK键是相关的。在切换状态的NUM个锁和滚动锁定键被忽略。
byte[] lpwTransKey, // [out] 指针的缓冲区收到翻译字符或字符。
int fuState); // [in] Specifies whether a menu is active. This parameter must be 1 if a menu is active, or 0 otherwise.

//获取按键的状态
[DllImport("user32")]
public static extern int GetKeyboardState(byte[] pbKeyState);

[DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto, CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
private static extern short GetKeyState(int vKey);

private const int WM_KEYDOWN = 0x100;//KEYDOWN
private const int WM_KEYUP = 0x101;//KEYUP
private const int WM_SYSKEYDOWN = 0x104;//SYSKEYDOWN
private const int WM_SYSKEYUP = 0x105;//SYSKEYUP

private int KeyboardHookProc(int nCode, Int32 wParam, IntPtr lParam)
{
// 侦听键盘事件
if ((nCode >= 0) && (KeyDownEvent != null || KeyUpEvent != null || KeyPressEvent != null))
{
KeyboardHookStruct MyKeyboardHookStruct = (KeyboardHookStruct)Marshal.PtrToStructure(lParam, typeof(KeyboardHookStruct));
// raise KeyDown
if (KeyDownEvent != null && (wParam == WM_KEYDOWN || wParam == WM_SYSKEYDOWN))
{
Keys keyData = (Keys)MyKeyboardHookStruct.vkCode;
KeyEventArgs e = new KeyEventArgs(keyData);
KeyDownEvent(this, e);
}

//键盘按下
if (KeyPressEvent != null && wParam == WM_KEYDOWN)
{
byte[] keyState = new byte[256];
GetKeyboardState(keyState);

byte[] inBuffer = new byte[2];
if (ToAscii(MyKeyboardHookStruct.vkCode, MyKeyboardHookStruct.scanCode, keyState, inBuffer, MyKeyboardHookStruct.flags) == 1)
{
KeyPressEventArgs e = new KeyPressEventArgs((char)inBuffer[0]);
KeyPressEvent(this, e);
}
}

// 键盘抬起
if (KeyUpEvent != null && (wParam == WM_KEYUP || wParam == WM_SYSKEYUP))
{
Keys keyData = (Keys)MyKeyboardHookStruct.vkCode;
KeyEventArgs e = new KeyEventArgs(keyData);
KeyUpEvent(this, e);
}

}
//如果返回1,则结束消息,这个消息到此为止,不再传递。
//如果返回0或调用CallNextHookEx函数则消息出了这个钩子继续往下传递,也就是传给消息真正的接受者
return CallNextHookEx(hKeyboardHook, nCode, wParam, lParam);
}
~KeyboardHook()
{
Stop();
}
}
}

如何使用上面的工具类?

准备工作

把上面的工具类添加到项目中

首先导入需要的命名空间

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using System.Runtime.InteropServices; //调用WINDOWS API函数时要用到
using Microsoft.Win32; //写入注册表时要用到

安装Hook

在程序入口中写上下面的代码(本例中用了WinForm,在Form的构造方法中安装Hook即可)

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var k_hook = new KeyboardHook();
k_hook.KeyDownEvent += new KeyEventHandler(hook_KeyDown);//钩住键按下
k_hook.Start();//安装键盘钩子

判断输入键值(实现KeyDown事件)

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private void hook_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)
{
//判断按下的键(Alt + A)
if (e.KeyValue == (int)Keys.A &amp;&amp; (int)Control.ModifierKeys == (int)Keys.Alt)
{
System.Windows.Forms.MessageBox.Show("按下了指定快捷键组合");
}
}

注意几种不同的键值判断:

  • 单普通键(例如A)
  • 单控制键+单普通键(例如Ctrl+A)
  • 多控制键+单普通键(例如Ctrl+Alt+A)
    上面的代码中演示了2,其它情况以此类推,无非就是添几个条件再&&起来就好

搞定!

需要注意的问

在应用程序中使用全局键盘监听,会被360发现,弹窗提示用户“有程序正在监听键盘输入,是否阻止?”

所以如果程序中必须要用Hook,应该告诉用户不会泄露其信息等等,或者直接把程序提交给360进行审核,否则杀软的提示会对用户体验造成极大的影响

P.S:本程序在腾讯管家安装的条件下进行了使用,並未发现提示不良,所以至少腾讯干了件好事,但是360就好说了。

另外一个需要注意的问题,就是程序运行一定时候后,无法使用热键进行呼出,也就是以为这Hook失效了。根据网上的资料,这是Win10的一个机制,可以通过修改注册表,增加Windows卸载LowLevelHook的延时。但是经过这样的修改,Hook依然会失效,关于这个问题,我也在寻找解决的问题。

如果大家想修改,可以去注册表程序中找到相应的位置: HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop ,修改数值,单位是毫秒。下图是具体的位置:

The hook expire time in Regedit

我把这个数值修改成了86400000,也就是一天24小时。观察下效果。如果对这个问题有兴趣,可以尝试更改Hook的注入方式,不采用SetWindowsHookEx的方式。

参考资料

  1. C#全局键盘监听(Hook)的使用
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