Hintergrundoptimierung

Hintergrundprozesse können speicher- und akkuintensiv sein. Beispielsweise kann ein impliziter Broadcast viele Hintergrundprozesse starten, die registriert sind, um ihn zu überwachen, auch wenn diese Prozesse möglicherweise nicht viel Arbeit leisten. Dies kann sich sowohl auf die Geräteleistung als auch auf die Nutzerfreundlichkeit erheblich auswirken.

Um dieses Problem zu beheben, gelten unter Android 7.0 (API-Level 24) die folgenden Einschränkungen:

Wenn deine App einen dieser Intents verwendet, solltest du Abhängigkeiten so schnell wie möglich entfernen, damit du Geräte mit Android 7.0 oder höher korrekt ausrichten kannst. Das Android-Framework bietet mehrere Lösungen, um die Notwendigkeit dieser impliziten Broadcasts zu verringern. JobScheduler und der neue WorkManager bieten beispielsweise robuste Mechanismen zum Planen von Netzwerkaktionen, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, z. B. eine Verbindung zu einem unbegrenzten Netzwerk. Du kannst jetzt auch JobScheduler verwenden, um auf Änderungen bei Contentanbietern zu reagieren. JobInfo-Objekte umfassen die Parameter, mit denen JobScheduler Ihren Job plant. Wenn die Bedingungen des Jobs erfüllt sind, führt das System diesen Job auf dem JobService Ihrer App aus.

Auf dieser Seite erfahren Sie, wie Sie mithilfe alternativer Methoden wie JobScheduler Ihre App an diese neuen Einschränkungen anpassen können.

Vom Nutzer initiierte Einschränkungen

Auf der Seite Akkunutzung in den Systemeinstellungen kann der Nutzer eine der folgenden Optionen auswählen:

  • Uneingeschränkt:Alle Hintergrundaktivitäten werden zugelassen, was den Akkuverbrauch erhöhen kann.
  • Optimiert (Standard): Die Fähigkeit einer App, Hintergrundaktivitäten auszuführen, wird basierend auf der Interaktion des Nutzers mit der App optimiert.
  • Eingeschränkt:Verhindert, dass eine App im Hintergrund ausgeführt wird. Apps funktionieren möglicherweise nicht wie erwartet.

Wenn eine App einige der in Android Vitals beschriebenen Fehlfunktionen aufweist, wird der Nutzer möglicherweise aufgefordert, den Zugriff dieser App auf Systemressourcen einzuschränken.

Wenn das System feststellt, dass eine App zu viele Ressourcen verbraucht, wird der Nutzer benachrichtigt und kann die Aktionen der App einschränken. Folgende Verhaltensweisen können die Benachrichtigung auslösen:

  • Übermäßige Wakelocks: 1 Teil-Wakelock, der bei ausgeschaltetem Display eine Stunde lang gehalten wird
  • Zu viele Hintergrunddienste: Wenn die App auf API-Levels unter 26 ausgerichtet ist und zu viele Hintergrunddienste hat

Die genauen Einschränkungen werden vom Gerätehersteller festgelegt. Beispielsweise gelten für Apps, die im Hintergrund ausgeführt werden und den Status „eingeschränkt“ haben, in AOSP-Builds mit Android 9 (API-Level 28) oder höher die folgenden Einschränkungen:

  • Dienste im Vordergrund können nicht gestartet werden
  • Vorhandene Dienste im Vordergrund werden aus dem Vordergrund entfernt.
  • Wecker werden nicht ausgelöst
  • Jobs werden nicht ausgeführt

Wenn eine App auf Android 13 (API-Level 33) oder höher ausgerichtet ist und sich im Status „eingeschränkt“ befindet, sendet das System die BOOT_COMPLETED- oder LOCKED_BOOT_COMPLETED-Broadcasts erst, wenn die App aus anderen Gründen gestartet wird.

Die spezifischen Einschränkungen sind unter Einschränkungen der Energieverwaltung aufgeführt.

Einschränkungen beim Empfang von Übertragungen von Netzwerkaktivitäten

Apps, die auf Android 7.0 (API-Level 24) ausgerichtet sind, empfangen keine CONNECTIVITY_ACTION-Broadcasts, wenn sie sich für den Empfang in ihrem Manifest registrieren. Von dieser Übertragung abhängige Prozesse werden nicht gestartet. Das kann ein Problem für Apps darstellen, die auf Netzwerkänderungen reagieren oder Netzwerkaktivitäten im Bulk-Verfahren ausführen möchten, wenn sich das Gerät mit einem unbegrenzten Netzwerk verbindet. Es gibt bereits mehrere Lösungen im Android-Framework, um diese Einschränkung zu umgehen. Welche Sie wählen, hängt davon ab, was Sie mit Ihrer App erreichen möchten.

Hinweis:Eine bei Context.registerReceiver() registrierte BroadcastReceiver empfängt diese Broadcasts weiterhin, während die App ausgeführt wird.

Netzwerkjobs auf Verbindungen ohne Datenvolumen planen

Wenn Sie die Klasse JobInfo.Builder zum Erstellen Ihres JobInfo-Objekts verwenden, wenden Sie die Methode setRequiredNetworkType() an und übergeben Sie JobInfo.NETWORK_TYPE_UNMETERED als Jobparameter. Im folgenden Codebeispiel wird ein Dienst geplant, der ausgeführt wird, wenn sich das Gerät mit einem unbegrenzten Netzwerk verbindet und geladen wird:

Kotlin

const val MY_BACKGROUND_JOB = 0
...
fun scheduleJob(context: Context) {
    val jobScheduler = context.getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE) as JobScheduler
    val job = JobInfo.Builder(
            MY_BACKGROUND_JOB,
            ComponentName(context, MyJobService::class.java)
    )
            .setRequiredNetworkType(JobInfo.NETWORK_TYPE_UNMETERED)
            .setRequiresCharging(true)
            .build()
    jobScheduler.schedule(job)
}

Java

public static final int MY_BACKGROUND_JOB = 0;
...
public static void scheduleJob(Context context) {
  JobScheduler js =
      (JobScheduler) context.getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE);
  JobInfo job = new JobInfo.Builder(
    MY_BACKGROUND_JOB,
    new ComponentName(context, MyJobService.class))
      .setRequiredNetworkType(JobInfo.NETWORK_TYPE_UNMETERED)
      .setRequiresCharging(true)
      .build();
  js.schedule(job);
}

Wenn die Bedingungen für Ihren Job erfüllt sind, erhält Ihre App einen Callback, um die Methode onStartJob() im angegebenen JobService.class auszuführen. Weitere Beispiele für die Implementierung von JobScheduler finden Sie in der Beispiel-App „JobScheduler“.

Eine neue Alternative zu JobScheduler ist WorkManager. Mit dieser API können Sie Hintergrundaufgaben planen, die garantiert abgeschlossen werden müssen, unabhängig davon, ob der Anwendungsprozess gerade stattfindet oder nicht. WorkManager wählt die geeignete Methode zum Ausführen der Arbeit aus (entweder direkt in einem Thread in Ihrem App-Prozess oder mit JobScheduler, FirebaseJobDispatcher oder AlarmManager) basierend auf Faktoren wie der API-Ebene des Geräts. Außerdem sind für WorkManager keine Play-Dienste erforderlich und es bietet mehrere erweiterte Funktionen, z. B. die Verknüpfung von Aufgaben oder das Prüfen des Status einer Aufgabe. Weitere Informationen finden Sie unter WorkManager.

Netzwerkverbindung während der Ausführung der App überwachen

Laufende Apps können weiterhin mit einer registrierten BroadcastReceiver auf CONNECTIVITY_CHANGE warten. Die ConnectivityManager API bietet jedoch eine robustere Methode, um nur dann einen Rückruf anzufordern, wenn bestimmte Netzwerkbedingungen erfüllt sind.

NetworkRequest-Objekte definieren die Parameter des Netzwerk-Callbacks in Bezug auf NetworkCapabilities. Sie erstellen NetworkRequest-Objekte mit der Klasse NetworkRequest.Builder. registerNetworkCallback() übergibt dann das NetworkRequest-Objekt an das System. Wenn die Netzwerkbedingungen erfüllt sind, erhält die App einen Callback, um die in der ConnectivityManager.NetworkCallback-Klasse definierte onAvailable()-Methode auszuführen.

Die App empfängt weiterhin Callbacks, bis sie beendet oder unregisterNetworkCallback() aufgerufen wird.

Einschränkungen beim Empfang von Bild- und Videoübertragungen

Unter Android 7.0 (API-Level 24) können Apps keine ACTION_NEW_PICTURE- oder ACTION_NEW_VIDEO-Broadcasts senden oder empfangen. Durch diese Einschränkung werden die Leistungs- und Nutzerfreundlichkeit verringert, wenn mehrere Apps aktiviert werden müssen, um ein neues Bild oder Video zu verarbeiten. Android 7.0 (API-Level 24) bietet eine alternative Lösung, die JobInfo und JobParameters erweitert.

Jobs bei Änderungen der Inhalts-URI auslösen

Android 7.0 (API-Level 24) erweitert die JobInfo API um die folgenden Methoden, um Jobs bei Änderungen des Inhalts-URI auszulösen:

JobInfo.TriggerContentUri()
Enthält Parameter, die erforderlich sind, um einen Job bei Änderungen des Inhalts-URIs auszulösen.
JobInfo.Builder.addTriggerContentUri()
Übergibt ein TriggerContentUri-Objekt an JobInfo. Ein ContentObserver überwacht den gekapselten Inhalts-URI. Wenn einem Job mehrere TriggerContentUri-Objekte zugeordnet sind, stellt das System einen Callback bereit, auch wenn nur eine Änderung in einem der Inhalts-URIs gemeldet wird.
Mit dem Flag TriggerContentUri.FLAG_NOTIFY_FOR_DESCENDANTS wird der Job ausgelöst, wenn sich ein untergeordneter URI ändert. Dieses Flag entspricht dem notifyForDescendants-Parameter, der an registerContentObserver() übergeben wird.

Hinweis: TriggerContentUri() kann nicht in Kombination mit setPeriodic() oder setPersisted() verwendet werden. Damit du kontinuierlich Inhaltsänderungen im Blick behalten kannst, solltest du einen neuen JobInfo planen, bevor das JobService der App den letzten Callback verarbeitet.

Im folgenden Beispielcode wird ein Job geplant, der ausgelöst wird, wenn das System eine Änderung am Inhalts-URI MEDIA_URI meldet:

Kotlin

const val MY_BACKGROUND_JOB = 0
...
fun scheduleJob(context: Context) {
    val jobScheduler = context.getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE) as JobScheduler
    val job = JobInfo.Builder(
            MY_BACKGROUND_JOB,
            ComponentName(context, MediaContentJob::class.java)
    )
            .addTriggerContentUri(
                    JobInfo.TriggerContentUri(
                            MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
                            JobInfo.TriggerContentUri.FLAG_NOTIFY_FOR_DESCENDANTS
                    )
            )
            .build()
    jobScheduler.schedule(job)
}

Java

public static final int MY_BACKGROUND_JOB = 0;
...
public static void scheduleJob(Context context) {
  JobScheduler js =
          (JobScheduler) context.getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE);
  JobInfo.Builder builder = new JobInfo.Builder(
          MY_BACKGROUND_JOB,
          new ComponentName(context, MediaContentJob.class));
  builder.addTriggerContentUri(
          new JobInfo.TriggerContentUri(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
          JobInfo.TriggerContentUri.FLAG_NOTIFY_FOR_DESCENDANTS));
  js.schedule(builder.build());
}

Wenn das System eine Änderung an den angegebenen Inhalts-URIs meldet, erhält deine App einen Rückruf und ein JobParameters-Objekt wird an die onStartJob()-Methode in MediaContentJob.class übergeben.

Ermitteln, welche Content-Behörden einen Job ausgelöst haben

Android 7.0 (API-Level 24) erweitert außerdem JobParameters, damit deine App nützliche Informationen darüber erhält, welche Inhaltsbehörden und URIs den Job ausgelöst haben:

Uri[] getTriggeredContentUris()
Gibt ein Array von URIs zurück, die den Job ausgelöst haben. Dieser Wert ist null, wenn der Job entweder durch keine URIs ausgelöst wurde (z. B. aufgrund eines Termins oder aus einem anderen Grund) oder die Anzahl der geänderten URIs mehr als 50 beträgt.
String[] getTriggeredContentAuthorities()
Gibt ein String-Array mit den Content-Behörden zurück, die den Job ausgelöst haben. Wenn das zurückgegebene Array nicht null ist, verwende getTriggeredContentUris(), um die Details zu den URIs abzurufen, die sich geändert haben.

Der folgende Beispielcode überschreibt die Methode JobService.onStartJob() und zeichnet die Inhaltsbehörden und URIs auf, die den Job ausgelöst haben:

Kotlin

override fun onStartJob(params: JobParameters): Boolean {
    StringBuilder().apply {
        append("Media content has changed:\n")
        params.triggeredContentAuthorities?.also { authorities ->
            append("Authorities: ${authorities.joinToString(", ")}\n")
            append(params.triggeredContentUris?.joinToString("\n"))
        } ?: append("(No content)")
        Log.i(TAG, toString())
    }
    return true
}

Java

@Override
public boolean onStartJob(JobParameters params) {
  StringBuilder sb = new StringBuilder();
  sb.append("Media content has changed:\n");
  if (params.getTriggeredContentAuthorities() != null) {
      sb.append("Authorities: ");
      boolean first = true;
      for (String auth :
          params.getTriggeredContentAuthorities()) {
          if (first) {
              first = false;
          } else {
             sb.append(", ");
          }
           sb.append(auth);
      }
      if (params.getTriggeredContentUris() != null) {
          for (Uri uri : params.getTriggeredContentUris()) {
              sb.append("\n");
              sb.append(uri);
          }
      }
  } else {
      sb.append("(No content)");
  }
  Log.i(TAG, sb.toString());
  return true;
}

App weiter optimieren

Wenn du deine Apps für die Ausführung auf Geräten mit wenig Arbeitsspeicher oder bei wenig Arbeitsspeicher optimierst, kannst du Leistung und Nutzerfreundlichkeit verbessern. Wenn Sie Abhängigkeiten von Hintergrunddiensten und impliziten im Manifest registrierten Übertragungsempfängern entfernen, kann Ihre App auf solchen Geräten besser funktionieren. Unter Android 7.0 (API-Level 24) werden zwar einige dieser Probleme reduziert, aber es wird empfohlen, deine App so zu optimieren, dass sie vollständig ohne diese Hintergrundprozesse ausgeführt wird.

Mit den folgenden Android Debug Bridge (ADB)-Befehlen können Sie das App-Verhalten bei deaktivierten Hintergrundprozessen testen:

  • Geben Sie den folgenden Befehl ein, um Bedingungen zu simulieren, unter denen implizite Broadcasts und Hintergrunddienste nicht verfügbar sind: 
  • $ adb shell cmd appops set <package_name> RUN_IN_BACKGROUND ignore
  • Wenn Sie implizite Übertragungen und Hintergrunddienste wieder aktivieren möchten, geben Sie den folgenden Befehl ein: 
  • $ adb shell cmd appops set <package_name> RUN_IN_BACKGROUND allow
  • Sie können simulieren, dass der Nutzer Ihre App für die Akkunutzung im Hintergrund in den Status „Eingeschränkt“ versetzt. Mit dieser Einstellung kann Ihre App nicht im Hintergrund ausgeführt werden. Führen Sie dazu den folgenden Befehl in einem Terminalfenster aus: 
  • $ adb shell cmd appops set <PACKAGE_NAME> RUN_ANY_IN_BACKGROUND deny