Warum werden Android-Telefone immer langsamer?

Laut Forschungsdaten von Drittanbietern gaben 77 % der Android-Telefonbenutzer an, dass sie die Auswirkungen einer Verlangsamung ihres Telefons bereits erlebt hatten. Auch eine Baidu-Suche nach „Android langsam“ ergab mehr als 4,6 Millionen Ergebnisse. In der Branche hatten Android-Telefone schon immer den Ruf, „mit zunehmender Nutzung langsamer zu werden“, und dieses Phänomen geht sogar über die Hardware-Kategorie hinaus – viele Android-Telefone der mittleren bis oberen Preisklasse haben bessere Hardwareparameter als die gleiche iPhone-Generation, aber nach einem halben bis ganzen Jahr Nutzung laufen sie immer noch „nicht flüssig genug“ – das ist zweifellos eine beunruhigende Sache.

Um diese Frage zu beantworten, müssen wir jedoch ins letzte Jahrhundert zurückgehen, um die Ursprünge der Smartphones zu finden.

In der westlichen Geschichts- und Fantasyliteratur wird das Setting der „Blutlinie“ sehr gerne zum Ausdruck gebracht. In der traditionellen Kultur wird davon ausgegangen, dass die Abstammung das Talent bestimmen kann, was zu philosophischen Überlegungen darüber führt, „ob das Schicksal vorherbestimmt ist“. Wenn man die Harry Potter-Reihe beispielsweise auseinandernimmt, die jeder kennt, erkennt man unschwer, dass es sich dabei eigentlich um eine Geschichte über die Kämpfe zwischen den Gryffindor- und Slytherin-Blutlinien und ihren Nachkommen handelt (Harry Potter ist ein Nachkomme von Gryffindor und hat dessen Mut geerbt, und Voldemort ist ein Nachkomme von Slytherin und hat dessen Ehrgeiz) und dass die allgegenwärtigen Prophezeiungen (einer wird den anderen letztendlich töten) auch den traditionellen Fatalismuskomplex im Westen umsetzen.

In der Technologiebranche wurde die Definition „Blutlinie“ durch „Gene“ ersetzt. Die Gene eines Unternehmens bestimmen seine Kompetenzbereiche. Auch diese Einschätzung wurde weithin akzeptiert und entwickelte sich zu einem einzigartigen idealistischen Konzept im materialistischen Zeitalter, das der Überprüfung durch die Fakten standhielt. Wenn wir zu erklären versuchen, warum Microsoft im Internet verloren hat, Google sich aus den sozialen Netzwerken zurückgezogen hat und Baidu im E-Commerce stehen geblieben ist, werden wir aufrichtig seufzen und sagen: „Es stellt sich heraus, dass das Drehbuch schon vor vielen Jahren geschrieben wurde.“

Ebenso ist die Antwort auf die Frage, warum das Problem der „Langsamkeit“ bei Android-Telefonen immer schwerwiegender ist als bei iPhones, von vornherein zum Scheitern verurteilt.

Im Jahr 1965 begannen Bell Labs, General Electric und das MIT gemeinsam an der Entwicklung eines Betriebssystems zu arbeiten, das Benutzerfreundlichkeit mit hoher Leistungsfähigkeit verbinden sollte. Nach sechsjähriger Zusammenarbeit schloss Ken Thompson, ein Softwareentwickler bei Bell Labs, während seines Urlaubs die Entwicklung eines Systems namens Unix ab. Es wurde schließlich zu einem kommerziellen Produkt der Muttergesellschaft von Bell Labs, dem amerikanischen Telekommunikationsgiganten AT&T, und war der Beginn jahrzehntelanger Urheberrechtsoperationen. Obwohl es später viele Varianten gibt, ist Unix streng genommen kein Open-Source-Betriebssystem.

Im Jahr 1991 war Linus Torvalds, ein finnischer Collegestudent und Computerhacker, von Unix fasziniert, konnte sich jedoch keine Workstation leisten, auf der Unix ausgeführt werden konnte. Daher versuchte er, mit der gleichen Programmiermethode ein Betriebssystem namens Linux zu schreiben. Inspiriert vom Vater der freien Software, Richard Stallman, fügte er Linux der Free Software Foundation (FSF) hinzu und erlaubte damit jedem, das Linux-System zu verwenden, zu kopieren, zu modifizieren und sogar zu verkaufen. Gleichzeitig übernahm er Open-Source-Verpflichtungen und verbot Versuche, Linux zu schließen.

Der Grund, warum wir uns so viel Mühe geben, die Geschichten der beiden Betriebssysteme Unix und Linux zu erzählen, liegt darin, dass iOS und Android jeweils von Unix und Linux abgeleitet sind. Mit anderen Worten: Es sind die beiden Eigenschaften von Unix und Linux, die den großen Unterschied im Benutzererlebnis zwischen iPhone- und Android-Telefonen verursachen.

Jobs lud einst Linus Torvalds, den Gründer von Linux, ein, bei Apple zu arbeiten, die Open Source von Linux aufzugeben und bei der Entwicklung des geschlossenen Mach-Kernels von Mac OS mitzuhelfen. Nach einem heftigen Streit mit Jobs lehnte dieser dies klar ab. Beginnend mit Mac OS betrachtete Apple die Privatisierung des Betriebssystems als Unternehmensstrategie. Um es mit den Worten von Steve Jobs auszudrücken: Er hat iOS in die iPhone-Verpackung gepackt und es dann an die Benutzer verkauft. Der Grund, warum das iPhone bei häufigerer Nutzung nicht langsamer wird, liegt darin, dass Apple die höchste Verwaltungshoheit über seine Telefone hat, von der Hardware bis zur Software. In einer geschlossenen Umgebung können Drittanbieteranwendungen keine Anweisungen aufrufen, die die Toleranzgrenze des iPhones überschreiten, und können natürlich auch keine dauerhaften Systemschäden verursachen.

Im Gegensatz dazu kann Google aufgrund der Open-Source-Natur von Android-Telefonen Drittanbieteranwendungen nicht vom Code-Port aus einschränken. Da der Linux-Kernel Anwendungen so einstellt, dass sie beim Aufrufen von Systemfunktionen ROOT-Berechtigungen erhalten, führt dies gleichzeitig dazu, dass eine große Anzahl von Anwendungen aufgrund der Notwendigkeit, eine einzelne Funktion zu implementieren, die Kontrolle über die gesamte ROOT-Ebene erlangen. Sie können an jedem Speicherort des Android-Telefons lesen und schreiben. Dieser hohe Freiheitsgrad kommt dem Öffnen der Büchse der Pandora gleich und macht es Android-Telefonen unmöglich, sich im Voraus gegen schädliche Apps zu verteidigen. Dies ist auch der Grund, warum Open-Source-Software umstritten ist und im kommerziellen Bereich auf Widerstand stößt: Sie kümmert sich nur darum, ob sie den Benutzern Freiheit gewährt – und diese Freiheit beinhaltet auch die Freiheit, Grenzen zu überschreiten –, ohne zu überlegen, wie das Risiko eines Missbrauchs von vornherein vermieden werden kann. Obwohl Google als Gigant versucht, die Verwaltung der Industriekette zu vereinheitlichen, ist es verständlich, dass Android außer Kontrolle gerät, wenn die Industriekette immer größer wird und selbst Google nur eine Rolle darin spielen kann. Beispielsweise dauert es normalerweise mehr als anderthalb Jahre, bis die neueste Android-Version auf über 50 % der Android-Telefone aktiviert ist. Bei iOS 7 hingegen dauerte es nur zwei Monate, bis über die Hälfte der iPhones aktualisiert waren. Darüber hinaus kann eine Anwendung, die von Apple aus dem App Store entfernt wird, auf keinem legalen iPhone mehr installiert werden. Wenn eine Anwendung jedoch von Google aus Google Play ausgeschlossen wird, kann sie sich immer noch bei verschiedenen Anwendungsmärkten von Drittanbietern anmelden und normale Downloads und Installationen bereitstellen.

Dieser inhärente Mangel von Android hat daher zur Entstehung eines Marktes für „Handy-Tuning“ geführt und eine neue Industriekette in Gang gesetzt.

Die erste Ebene des „Handy-Tunings“ liegt auf der Systemebene. In der Planung von Android 4.4 und dem nachfolgenden Android L wird der Anwendungsausführungsmodus von Dalvik auf ART geändert. Das Prinzip ist einfach der „Vorkompilierungs“-Effekt, d. h. wenn eine Anwendung zum ersten Mal auf Android installiert wird, wurde ihr Bytecode in lokalen Maschinencode kompiliert, wodurch die Start- und Ausführungszeit der nachfolgenden Ausführung der Anwendung verkürzt wird.

Laut den von Google selbst veröffentlichten Ergebnissen hat sich die Geschwindigkeit von ART in verschiedenen Leistungstest-Apps im Vergleich zu Dalvik um durchschnittlich 80 % erhöht. In einigen Projekten hat sich die Geschwindigkeit von ART sogar um mehr als das 1,5-fache erhöht, was ein sehr ermutigendes Ergebnis ist.

Dies ist Googles Versuch, das Android-Lag-Problem an der Quelle zu lösen. Dies hilft jedoch nur bei der Leistungsoptimierung und kann keine Probleme lösen, die durch Anwendungen verursacht werden, die illegal Ressourcen aufrufen. Gleichzeitig verlängert sich aufgrund der „Vorkompilierung“ bei der Installation der Anwendung die gesamte Installationszeit und auch die nach der Installation generierten Dateien sind größer. Beispielsweise ist das neueste Google-Installationspaket nur 6,9 MB groß, aber seine APK-Größe erreicht nach der Installation 28,3 MB, was zu viel Speicherplatz auf Android-Telefonen beansprucht.

Die zweite Ebene des „Handy-Tunings“ befindet sich auf der ROM-Ebene. Da China der weltweit größte Android-Markt ist, entwickeln viele chinesische Mobiltelefonhersteller dedizierte ROMs, um ihre Produktverkäufe zu steigern. Die meisten ROMs berücksichtigen auch eine Optimierung des Android-Systems. Beispielsweise behauptet MIUI V6, „eine Vielzahl von Technologien zur Speicheroptimierung des Linux-Systemkernels einzuführen, um die Effizienz der Anwendungsausführung zu verbessern.“

Mit anderen Worten: Genau wie bei Google besteht die Hauptoptimierungsarbeit der ROM-Hersteller darin, Änderungen an Linux vorzunehmen und verschiedene Patches anzuwenden, um die zugrunde liegende Sprache besser an verschiedene mobile Endgeräte anzupassen. Am Beispiel von MIUI V6 gibt es bei der Einführung neuer Funktionen so etwas wie die „ZRAM-Planungsoptimierungstechnologie“. Tatsächlich ist ZARM ein Speichermodul im Linux-Kernel. Seine Funktion besteht darin, einen Teil des Speichers als virtuelle Festplatte zuzuweisen, auf der die Linux-Swap-Partition ausgeführt wird, einige Aufgaben zu komprimieren und unterzubringen, um so die Speicherauslastung zu erhöhen und die CPU den Speicher bereitstellen zu lassen (da aktuelle Smartphones im Allgemeinen über einen Überschuss an CPU verfügen und der Speicher den Engpass darstellt).

ROM ist jedoch auch ein zweischneidiges Schwert. Durch die Änderungen am zugrunde liegenden Android-System und die Belegung von Speicherplatz besteht die Gefahr, dass die Belastung des Telefons zunimmt.

Die dritte Ebene des „Handy-Tunings“ liegt auf der Anwendungsebene. Die versehentliche oder absichtliche Belegung einer großen Anzahl von Anwendungen auf dem Telefon ist der Hauptgrund dafür, dass Android-Telefone immer langsamer werden. Zu viele Anwendungen, die darauf aus sind, im Arbeitsspeicher zu bleiben und viele Fragmente dort zu hinterlassen, sind die Übeltäter, die Probleme verursachen. Aus diesem Grund sind Sofortreinigungs-Apps auf Android-Telefonen nach und nach zum Standard geworden.

Das Android-System verfügt über sieben Arten von Prozessen, nämlich Vordergrundprozesse, sichtbare Prozesse, Hauptdienste, sekundäre Dienste, Hintergrundprozesse, Inhaltsversorgungsknoten und leere Prozesse. Wenn keine Reinigungsanwendungen installiert sind, kann sich ein Android-Telefon nur auf den Standardzuweisungsmechanismus des Systems verlassen, um die Speichernutzung automatisch anzupassen. Solange die Anwendung eine Anfrage stellt, bleiben die meisten Prozesse im Speicher erhalten, solange sie geöffnet sind. Dies sollte ursprünglich den Benutzern Zeit sparen, indem sie die Prozesse bei einer erneuten Aktivierung nicht neu laden müssen. Android hatte jedoch nicht damit gerechnet, dass der harte Marktwettbewerb bei den Anwendungen zu einem Trend führen würde, bei dem „schlechtes Geld gutes Geld verdrängt“. Aus kommerziellen Gründen versuchen viele Entwickler mit allen Mitteln, Anwendungen in einem potenziell laufenden Zustand zu halten, auch wenn sie nicht im Speicher gehalten werden müssen. Ein oder zwei sind in Ordnung, aber wenn die Zahl steigt, frieren Android-Telefone häufig ein und überhitzen sich.

Hier ist eine kurze Einführung in mehrere Prozesse, die oft durch Reinigungs-Apps beendet werden:

1. Hintergrundprozess (versteckt) – Dies ist der Prozess, der von den Bereinigungs-Apps gescannt und mit der höchsten Priorität identifiziert wird, da die meisten Android-Benutzer beim Wechseln zwischen Anwendungen nicht die Zurück-Taste zum Beenden verwenden, sondern direkt die Home-Taste drücken. Im ersten Fall wird die Anwendung in einen leeren Prozess versetzt (der relativ weniger Ressourcen belegt), während im zweiten Fall die Anwendung als Hintergrundprozess weiterläuft (der relativ mehr Ressourcen belegt). Insbesondere wenn Spiele-Apps im Hintergrund ausgeführt werden, konkurrieren sie mit anderen Apps um Ressourcen und kümmern sich nicht darum, ob die App gerade vom Benutzer verwendet wird. Derzeit stellen etwa 20 % der häufig verwendeten Apps im Hintergrund eine Verbindung zum Internet her, auch wenn sie nicht ausgeführt werden. Dies geschieht hauptsächlich, um Produkt- und Benutzernutzungsinformationen zu übermitteln, Werbeinformationen abzurufen und zu prüfen, ob ein Upgrade erforderlich ist.

2. Sekundärserver – wie beispielsweise einige Enterprise-Suiten, E-Mail-Kontakte, Touch-Schnittstellen usw. Viele dieser Prozesse sind in das System integriert. Einige Benutzer werden sie verwenden, andere wiederum verwenden sie möglicherweise nicht oder haben alternative Anwendungen.

3. Inhaltsanbieter: Dieser Teil des Prozesses hat keine Programmeinheit und stellt nur Inhalte für andere Anwendungen bereit, z. B. Kalenderanbieter, E-Mail-Anbieter usw. Er belegt nicht nur Speicherressourcen, sondern auch das Netzwerk, sodass Android-Telefone unnötig belastet werden.

4. Prozess leeren – Wenn Sie die Anwendung mit der Zurück-Taste beenden, hinterlassen die meisten Anwendungen einen leeren Prozess im Speicher des Android-Telefons. Bei diesem Prozess werden keine Daten ausgeführt, er zeichnet jedoch die historischen Informationen der Anwendung auf und hat fast keinen Wert. Ebenso hat die Beendigung dieses Teils des Prozessinhalts eine sehr hohe Priorität.

Neben dem übermäßigen Speicherverbrauch neigen Android-Telefone auch dazu, große Mengen redundanter Daten im Speicher anzusammeln, darunter vorinstallierte Anwendungen, die nicht deinstalliert werden können, Restdateien nach der Deinstallation und Cache, der während der Verwendung von Anwendungen generiert wird. Da Android selbst keine Verwaltungstools bereitstellt, handelt es sich auch nach dem Verbinden des Telefons mit einem Computer um ein Ordnerpaket mit der gleichen Baumstruktur wie Windows. Für Benutzer ist es schwierig, selbstständig zu beurteilen, welche Ordner gelöscht werden können und welche Ordner für das System unbedingt erforderlich sind, was letztendlich dazu führt, dass die Größe und der Speicherplatz des Telefons immer kleiner werden.

Das Problem der „Handy-Anpassung“ kann für die Benutzer eine betriebliche Belastung darstellen, und der psychologische Druck ist größer als der Verhaltensdruck. Beim Spielen mit dem Handy dürfen Nutzer nicht vergessen, zwischendurch auch mal die Reinigungsfunktion zu nutzen. Diese im Vergleich zum iPhone „einzigartige“ Bedienung ist auch der Grund dafür, dass Android-Telefone immer wie ein Halbfabrikat oder eine Ingenieursmaschine wirken.

Als Gewinner des Qingyun-Plans von Toutiao und des Bai+-Plans von Baijiahao, des Baidu-Digitalautors des Jahres 2019, des beliebtesten Autors von Baijiahao im Technologiebereich, des Sogou-Autors für Technologie und Kultur 2019 und des einflussreichsten Schöpfers des Baijiahao-Vierteljahrs 2021 hat er viele Auszeichnungen gewonnen, darunter den Sohu Best Industry Media Person 2013, den dritten Platz beim China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, den Guangmang Experience Award 2015, den dritten Platz im Finale des China New Media Entrepreneurship Competition 2015 und den Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.