electron调用DLL库发送windows消息

简介

electron使用node-ffi调用windows系统DLL库(user32.dll)中的SendMessageW方法实现发送windows消息至windows窗口。

准备

什么是node-ffi

FFI（Foreign Function Interface）是一种跨语言调用方案，简言之就是我Java写的程序能直接调用你C++写的函数。注意这里是直接调用，而不是我Java进程发送一个消息给C++进程，C++调用某个函数处理我的消息。

node-ffi就是FFI标准在node下的实现

什么是DLL

DLL（Dynamic Link Library）动态链接库是windows系统下的一种共享函数库，可以理解为吧一堆函数打包到一起放在该文件中，供可执行文件动态链接某些函数使用。

node-ffi

我们先来看一个node-ffi官方的例子

var ffi = require('ffi');

// 加载动态库中的ceil取整函数
var libm = ffi.Library('libm', {
  'ceil': [ 'double', [ 'double' ] ]
});

// 调用
libm.ceil(1.5); // 2

核心在于ffi.Library()这个方法：
该方法参数分为两部分，第一个参数“libm”是要加载的DLL库名，
第二个参数从左到右依次是 {"函数名":["返回值类型",["参数1类型"，"参数2类型"，"参数n类型"]]}，对应的就是C++中的函数声明double ceil(double x);

加载完后，ceil便是变量libm的一个方法，可以直接调用。

这里最核心的一点是将C++函数在JS中描述出来，返回值是什么类型，入参是什么类型，由于C++中的类型颇多而且还可以自定义，不可能与JS的类型一一对应，因此需要引入一个库(ref)来帮我们描述C++中的类型。

ref

引入ref库后，我们便可以在JS中描述C++中的基本类型,直接通过ref.types.XXX便可以得到持有一个类型的变量

void
int8
uint8
int16
uint16
int32
uint32
int64
uint64
float
double
Object
CString
bool
byte
char
uchar
short
int
uint
long
ulong
longlong
ulonglong

除此之外，我们还可以在JS中描述指针这个类型，通过ref.refType(类型)便可以得到该类型的指针，举个栗子

const CHAR_P = ref.refType(ref.types.char);

上边这个栗子就得到了char类型的指针，也就是char *

OK，我们现在有了基本类型，有了指针，已经可以描述C++中大部分的类型了，但注意C/C++中还有结构体这种东西，可以将多个类型组合在一起成为新的类型，比如

typedef struct Sample{
    int value;
    char* name;
} Node;

对于这样的类型，我们还需要一个库的帮助

附：文档地址

ref-struct

该库提供给我们了结构体的类型的支持，直接看官方例子吧，很好理解
C++中的结构体

struct timeval {
  time_t       tv_sec;   /* seconds since Jan. 1, 1970 */
  suseconds_t  tv_usec;  /* and microseconds */
};

对应node中的声明

var ref = require('ref')
// 这个引用一定写对，我就是漏了后边的(ref)，导致一直有问题，郁闷了好几天
var StructType = require('ref-struct-di')(ref)

// 定义时间类型 
var time_t = ref.types.long
var suseconds_t = ref.types.long

// 定义timeval结构体
var timeval = StructType({
  tv_sec: time_t,
  tv_usec: suseconds_t
})

// 可以直接new一个实例
var tv = new timeval

windows消息机制

windows消息可以作为一种多进程间的通信方式。当用户点击鼠标、按下键盘都会产生一个特定的消息，放置到应用程序的消息队列中，应用程序过来消费消息，并进行对应的处理。

实际操作

安装依赖

node-ffi

详细步骤：https://github.com/node-ffi-napi/node-ffi-napi

  1. node-gyp
    npm install -g node-gyp

  2. windows build tools
    戳链接下载安装https://visualstudio.microsoft.com/thank-you-downloading-visual-studio/?sku=BuildTools
    勾选 Visual C++ build tools 点击安装，大约4G多

  3. node-ffi

npm config set msvs_version 2019

npm install ffi-napi

ref-napi

npm install ref-napi

ref-struct-di

npm install ref-struct-di

ref-wchar-napi

npm install ref-wchar-napi

在JS中使用SendMessageW和FindWindowW

OK，我们已经知道了如何在JS中去调用一个动态库(DLL)中的函数了，接下来让我们看下如何操作发送一个windows消息。

我们可以在这里找到一个叫做SendMessageW的函数，该函数的定义如下

LRESULT SendMessageW(
  HWND   hWnd,
  UINT   Msg,
  WPARAM wParam,
  LPARAM lParam
);

返回值是LRESULT类型，入参有4个，分别是HWND,UINT,WPARAM,LPARAM类型。

这里可以看到很多类型的定义

LRESULT 的定义是 typedef LONG LRESULT; ，所以我们可以用LONG类型表示LRESULT
HWND 的定义是 DECLARE_HANDLE(HWND);，这里的DECLARE_HANDLE是一个宏

#ifdef STRICT
typedef void *HANDLE;
#define DECLARE_HANDLE() struct name##__ { int unused; }; typedef struct name##__ *name
#else
typedef PVOID HANDLE;
#define DECLARE_HANDLE(name) typedef HANDLE name
#endif

总结下来是一个void *类型的指针。
UINT 没什么好说的ref中有定义
WPARAM 的定义是typedef UINT WPARAM;,也是UINT
LPARAM的定义是typedef LONG LPARAM;,是LONG类型

至此我们已经可以在JS中描述这个函数了。

const FFI = require('ffi-napi');
const ref = require('ref-napi');
const Struct = require('ref-struct-di')(ref);

const LRESULT = ref.types.long;
const POINTER = ref.refType(ref.types.void);
const UINT = ref.types.uint;
const WPARAM = ref.types.uint;
const LPARAM = ref.types.long;

let User32 = new FFI.Library('user32.dll', {
    'SendMessageW': [LRESULT, [POINTER, UINT, WPARAM, LPARAM]]
});

在发送之前，我们还需要找到目标窗口的句柄，这里使用到另外一个函数FindWindowW寻找窗口
方法定义如下

HWND FindWindowW(
  LPCWSTR lpClassName,
  LPCWSTR lpWindowName
);

返回值是HWND类型,参数都是LPCWSTR类型，定义是typedef const wchar_t* LPCWSTR;, 我们使用的ref-wchar-napi提供了该类型。

最后，还有一个隐含的类型, COPYDATA,这是windows的一种消息结构

typedef struct tagCOPYDATASTRUCT {
  ULONG_PTR dwData;
  DWORD     cbData;
  PVOID     lpData;
} COPYDATASTRUCT, *PCOPYDATASTRUCT;

内含三个属性，分别是ULONG_PTR类型的dwData，为32位的自定义数据,PVOID类型的lpData，是指向数据的指针，DWORD类型的cbData，整形，代表lpData数据的长度。
ULONG_PRT就是ulong的指针类型,PVOID就是void的指针类型,DWORD的定义是typedef unsigned long DWORD，是ulong类型

我们便可以在JS中描述这一数据类型

const COPYDATA = new Struct({
    dwData: ULONG_P,
    cbData: ULONG,
    lpData: VOID_P
});

至此，我们JS部分准备完毕

const FFI = require('ffi-napi');
const ref = require('ref-napi');
const Struct = require('ref-struct-di')(ref);

const ULONG = ref.types.ulong;
const LRESULT = ref.types.long;
const POINTER = ref.refType(ref.types.void);
const UINT = ref.types.uint;
const UINT_P = ref.refType(UINT);
const ULONG_P = ref.refType(ULONG);
const WPARAM = ref.types.uint;
const LPARAM = ref.types.long;
const VOID_P = POINTER;
const CHAR_P = ref.refType(ref.types.char);

const WCHAR_T = require('ref-wchar-napi');
const WCHAR_T_P = ref.refType(WCHAR_T);

const COPYDATA = new Struct({
    dwData: ULONG_P,
    cbData: ULONG,
    lpData: VOID_P
});

let User32 = new FFI.Library('user32.dll', {
    'FindWindowW': [POINTER, [WCHAR_T_P, WCHAR_T_P]],
    'SendMessageW': [LRESULT, [POINTER, UINT, WPARAM, ref.refType(LPARAM)]]
});

let hwnd = User32.FindWindowW(null, Buffer.from('win32gui\0', 'ucs2'));

let msg = JSON.stringify("测试消息") + '\0';
let length = (new TextEncoder().encode(msg)).length;
data = COPYDATA();
data.dwData = ref.NULL;
data.cbData = length;
data.lpData = ref.allocCString(msg);

User32.SendMessageW(hwnd, 0x004a, null, data.ref())

我们可以直接使用User32.FindWindowW()来寻找窗口句柄，使用User32.SendMessageW()来发送消息

创建一个窗口

直接使用Python创建一个win窗口用来测试

import win32con, win32api, win32gui, ctypes, ctypes.wintypes
from ctypes import *

class COPYDATASTRUCT(Structure):
    _fields_ = [('dwData', POINTER(c_uint)),
                ('cbData', c_uint),
                ('lpData', c_char_p)]

PCOPYDATASTRUCT = POINTER(COPYDATASTRUCT)

class Listener:

    def __init__(self):
        message_map = {
            win32con.WM_COPYDATA: self.OnCopyData
        }
        wc = win32gui.WNDCLASS()
        wc.lpfnWndProc = message_map
        wc.lpszClassName = 'MyWindowClass'
        hinst = wc.hInstance = win32api.GetModuleHandle(None)
        classAtom = win32gui.RegisterClass(wc)
        self.hwnd = win32gui.CreateWindow (
            classAtom,
            "win32gui",
            0,
            0, 
            0,
            win32con.CW_USEDEFAULT, 
            win32con.CW_USEDEFAULT,
            0, 
            0,
            hinst, 
            None
        )
        print(self.hwnd)

    def OnCopyData(self, hwnd, msg, wparam, lparam):
        copydata = ctypes.cast(lparam, PCOPYDATASTRUCT).contents
        print (copydata.cbData)
        data = copydata.lpData[:copydata.cbData - 1]
        print (data.decode('utf-8'))
        return 1

l = Listener()
win32gui.PumpMessages()

测试

直接运行我们的JS文件，便可以发送一条消息至python窗口,python会打印出消息长度和内容

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"中文英文混合消息test"
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