詳解Python開發中如何使用Hook技巧

2020-01-04 16:26:30

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供稿：網友

什么是Hook，就是在一個已有的方法上加入一些鉤子，使得在該方法執行前或執行后另在做一些額外的處理，那么Hook技巧有什么作用以及我們為什么需要使用它呢，事實上如果一個項目在設計架構時考慮的足夠充分，模塊抽象的足夠合理，設計之初為以后的擴展預留了足夠的接口，那么我們完全可以不需要Hook技巧。但恰恰架構人員在項目設計之初往往沒辦法想的足夠的深遠，使得后續在擴展時深圳面臨重構的痛苦，這時Hook技巧似乎可以為我們帶來一記緩兵之計，通過對舊的架構進行加鉤子來滿足新的擴展需求。

下面我們就來看看如果進行Hook處理，我們按照Hook的對象的層級來逐一介紹

對類進行Hook

也就是說我們得鉤子需要監控到類的創建等操作，然后在此之前或之后做我們希望的操作

1、Hook類的創建

你可以在寫一個類的時候為其添加__metaclass__屬性

class Foo(Bar): __metaclass__ = something…

Python創建類的過程是這樣的：

Foo中有__metaclass__這個屬性嗎？如果是，Python會在內存中通過__metaclass__創建一個名字為Foo的類。如果Python沒有找到__metaclass__，它會繼續在Bar（父類）中尋找__metaclass__屬性，并嘗試做和前面同樣的操作。如果Python在任何父類中都找不到__metaclass__，它就會在模塊層次中去尋找__metaclass__，并嘗試做同樣的操作。如果還是找不到__metaclass__,Python就會用內置的type來創建這個類對象。

所以我們需要在給__metaclass__屬性的值是一個能夠創建一個類的東西，即一個繼承type的類。

比如：

復制代碼代碼如下:

	
	class Singleton(type): def__init__(cls, name, bases, dict): super(Singleton, cls).__init__(name, bases, dict) cls._instance = None def__call__(cls, *args, **kw): if cls._instance is None: cls._instance = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kw) return cls._instanceclass MyClass(object): __metaclass__ = Singleton

Singleton就是一個能夠創建類的對象，因為它繼承了type

也正因為此，我們可以在Singleton這個類中去監控MyClass的創建過程

2、Hook實例屬性

這里我們需要操作的屬性是__getattribute__和__getattr__

object.__getattribute__(self, name) ：無論訪問存在還是不存在的屬性都先訪問該方法

object.__getattr__(self, name) ：當不存在__getattribute__方法或者引發了AttributeError異常時訪問該方法

復制代碼代碼如下:

	
	class C(object): a = 'abc' def __getattribute__(self, *args, **kwargs): print(__getattribute__() is called) return object.__getattribute__(self, *args, **kwargs) def __getattr__(self, name): print(__getattr__() is called) return namec = C()print c.a__getattribute__() is calledabcprint c.aa__getattribute__() is called__getattr__() is calledaa

可以看到，訪問已有屬性a時，__getattribute__被調用，訪問未定義的屬性aa時__getattribute__先被調用，接著__getattr__被調用

3、Hook類屬性

python描述符是一個“綁定行為”的對象屬性，在描述符協議中，它可以通過方法重寫屬性的訪問。這些方法有 __get__(), __set__(), 和__delete__()。如果這些方法中的任何一個被定義在一個對象中，這個對象就是一個描述符。

復制代碼代碼如下:

	
	class Desc(object): def __get__(self, instance, owner):print(__get__...) def __set__(self, instance, value):print('__set__...')class TestDesc(object): x = Desc()t = TestDesc()t.x__get__...

- self: Desc的實例對象，其實就是TestDesc的屬性x

- instance: TestDesc的實例對象，其實就是t

- owner: 即誰擁有這些東西，當然是 TestDesc這個類，它是最高統治者，其他的一些都是包含在它的內部或者由它生出來的

為了讓描述符能夠正常工作，它們必須定義在類的層次上。否則Python無法自動為你調用__get__和__set__方法。

而根據之前對類方法的說明，引用t.x的時候是否會先引用TestDesc的__getattribute__方法呢？答案是會的，其實訪問屬性時在python中真實的查找順序是這樣的：

1）__getattribute__()，無條件調用

2）數據描述符（定義了__set__或__delete__的描述符）：由1）觸發調用（若人為的重載了該 __getattribute__() 方法，可能會導致無法調用描述符）

3）實例對象的字典

4）類的字典

5）非數據描述符（只定義了__get__的描述符）

6）父類的字典

7）__getattr__() 方法

4、使用修飾符來Hook類

復制代碼代碼如下:

	
	def singleton(cls, *args, **kw): instances = {} def _singleton(): if cls not in instances: instances[cls] = cls(*args, **kw) return instances[cls] return _singleton@singletonclass MyClass(object): a = 1 def __init__(self, x=0): self.x = x

我們使用singleton方法把MyClass修飾為了一個單例模式，同時我們也在singleton方法中實現了對MyClass實例過程的監控。

對方法進行Hook

1、修飾符來Hook方法

1）修飾不帶參數的方法

復制代碼代碼如下:

	
	def something(func): def wrap(): print start func() print end return wrap@somethingdef func(): pass

2）修飾帶參數的方法

復制代碼代碼如下:

	
	def something(func): defwrap(*args,**kargv):print startfunc(*args,**kargv)print end return wrap@somethingdef func(a,b): pass

3）使用帶參數的修飾符來修飾方法

復制代碼代碼如下:

	
	def something(a,b): def new_func(func):def wrap(*args,**kargv): print a func(*args,**kargv) print breturn wrap return new_func@something(1,2)def func(a,b): pass

其他Hook

1、Hook內建方法

復制代碼代碼如下:

	
	#Hookopen方法real_open = __builtins__.open__builtin__.open = my_open#Hookimport方法real_importer = __import____builtins__.__import__ = my_importer

上述操作使得my_open代替了python內置的open方法，故而我們可以使用我們自己的my_open方法來監控后續對open方法的調用了

2、Monkey Patch

復制代碼代碼如下:

	
	from SomeOtherProduct.SomeModule import SomeClassdef speak(self): return "ookookeeeeeeeee!"SomeClass.speak = speak

實際上這是所有語言都會使用到的Hook技巧，往往在我們使用了第三方的包，希望在之上做一些擴展，但又不想改動原有的代碼時使用

多說一句

上述提到了修飾符的操作，那么我們在使用修飾符時有一些小技巧需要了解

1、使用functools

防止使用修飾器后函數簽名被改變

復制代碼代碼如下:

	from functools import wrapsdef my_dec(func): @wraps(func) def wrapped():print %siscalled%func.__name__return func() return wrapped@my_decdef foo(): pass

這樣處理后，foo方法的簽名與被修飾之前保持了一致，否則簽名將會變成my_dec方法的簽名

2、使用decorator模塊來做修飾器

復制代碼代碼如下:

	
	from decorator import decorator@decoratordef wrap(f,*args,**kw): print start f(*args,**kw) print end#這樣wrap方法就變成了一個decorator@wrapdef func(): print func

3、使用類做修飾器

復制代碼代碼如下:

	class test(object): def__init__(self,func): self._func = func def__call__(self): print start self._func() print end@testdef func(): print funcfunc()startfuncend

實際應用中很少遇到可以使用一個類作為修飾器，但實際上只要一個類實現了__call__方法，其就可以作為一個修飾器存在了，并且由于類的可操作性較方法更強大，所以類做修飾器也可以實現更豐富的特性。

下面留個示例深入理解

# -*- coding: utf-8 -*- # import pythoncom import pyHook def onMouseEvent(event):   # 監聽鼠標事件    print "MessageName:",event.MessageName   print "Message:", event.Message    print "Time:", event.Time    print "Window:", event.Window    print "WindowName:", event.WindowName    print "Position:", event.Position    print "Wheel:", event.Wheel    print "Injected:", event.Injected     print "---"  # 返回 True 以便將事件傳給其它處理程序    # 注意，這兒如果返回 False ，則鼠標事件將被全部攔截    # 也就是說你的鼠標看起來會僵在那兒，似乎失去響應了    return Truedef onKeyboardEvent(event):  # 監聽鍵盤事件    print "MessageName:", event.MessageName    print "Message:", event.Message    print "Time:", event.Time    print "Window:", event.Window    print "WindowName:", event.WindowName    print "Ascii:", event.Ascii, chr(event.Ascii)    print "Key:", event.Key    print "KeyID:", event.KeyID    print "ScanCode:", event.ScanCode    print "Extended:", event.Extended    print "Injected:", event.Injected    print "Alt", event.Alt    print "Transition", event.Transition    print "---"    # 同鼠標事件監聽函數的返回值    return True def main():    # 創建一個“鉤子”管理對象    hm = pyHook.HookManager()    # 監聽所有鍵盤事件    hm.KeyDown = onKeyboardEvent    # 設置鍵盤“鉤子”    hm.HookKeyboard()    # 監聽所有鼠標事件    hm.MouseAll = onMouseEvent    # 設置鼠標“鉤子”    hm.HookMouse()    # 進入循環，如不手動關閉，程序將一直處于監聽狀態    pythoncom.PumpMessages() if __name__ == "__main__":    main()

#將test.py變為test.exe#Get py2exe from http://www.py2exe.org/        from distutils.core import setupimport py2exesetup(console=['test.py'])#cmd下執行：python setup.py py2exe，在dist目錄下有exe和必備dll

#隱藏控制臺，讓其一閃而過import ctypes whnd = ctypes.windll.kernel32.GetConsoleWindow() if whnd != 0:   ctypes.windll.user32.ShowWindow(whnd, 0)   ctypes.windll.kernel32.CloseHandle(whnd)

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