Was ist Wayland und was bedeutet es für Linux-Nutzer?

Wenn Sie einen Linux-Desktop verwenden, interagieren Sie mit einem Display-Server. Dieses wichtige Softwareelement ist dafür verantwortlich, alles, was Sie auf Ihrem Bildschirm sehen – von Fenstern und Menüs bis hin zum Mauszeiger – darzustellen. Jahrzehntelang war der Xorg (X11) Display-Server der Standard. Doch mit den sich entwickelnden Computerbedürfnissen ist eine moderne Alternative namens Wayland entstanden und wird zunehmend zum neuen Standard.

In diesem Beitrag wird erklärt, was Wayland ist, wie es funktioniert und wie es sich mit Xorg vergleicht.

Was ist Wayland

Wayland ist ein modernes Anzeigeprotokoll, das festlegt, wie Anwendungen mit einem Display-Server interagieren, um Grafiken darzustellen und Benutzereingaben wie Klicks oder Texte zu verarbeiten. Wayland wurde um 2008 als leichtere, sicherere und effizientere Alternative zum X Window System (X) eingeführt, das Linux von 1984 bis Mitte der 2010er Jahre dominierte. Wayland ist für moderne Grafikhardware und Displays optimiert. Während X für einige Legacy-Anwendungen weiterhin verwendet wird (oft über XWayland), ist Wayland bis 2025 in vielen Linux-Distributionen zum Standard geworden.

Im Gegensatz zu X, das auf einen separaten Display-Server wie Xorg angewiesen ist, integriert Wayland den Display-Server und den Fenstermanager in eine einzige Einheit, die als Kompositor bezeichnet wird. Beispielsweise verwendet GNOME seinen Kompositor, Mutter, während KDE Plasma KWin nutzt. Diese Kompositori kommunizieren direkt mit der Grafikhardware, häufig unter Verwendung von Bibliotheken wie libwayland (oder wlroots für kleinere Kompositori wie Sway), um Daten in den Framebuffer zu schreiben. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines Mittelsmanns, wie im Fall von Xorg, was zu verbesserter Leistung und flüssigerer Darstellung führt.

Funktionen von Wayland

• Ein einfacheres, modernes Design, das Entwicklung, Wartung und Debugging erleichtert
• Verbesserte Sicherheit durch Isolierung von Anwendungen und Verhinderung des Zugriffs auf Eingaben oder Anzeige-Daten anderer Anwendungen
• Reduzierter Systemoverhead, der niedrigere Latenzen, flüssigere Grafiken und weniger Tearing auf dem Bildschirm ermöglicht
• Eingebaute Unterstützung für hochauflösende Displays, pro Monitor Skalierung und fractionale Skalierung
• Ein integrierter Kompositor, der konsistente visuelle Effekte und verbesserte Renderingleistung bietet
• Native Unterstützung für Touchscreens, Gesten, Stifte und andere moderne Eingabegeräte
• Bessere Synchronisierung mit der Anzeige (VSync), die Flackern und visuelle Artefakte reduziert
• Vermeidung von Legacy-Komplexität, was es einfacher macht, moderne Hardware- und Softwareanforderungen zu unterstützen

Wie Wayland funktioniert

Display-Server geben Informationen an den Kernel und die Grafikhardware weiter, damit diese sie schnell an die Anzeige weiterleiten können. Sie erhalten diese Informationen durch Anwendungen, die über ihre jeweiligen Protokolle mit ihnen kommunizieren. Eine für X entwickelte Anwendung, kann beispielsweise nicht mit einem Wayland-Server kommunizieren.

Wayland löst dies durch etwas, das XWayland genannt wird, das als Kompatibilitätsschicht fungiert und die X-Client-Server-Interaktion in etwas umwandelt, das Wayland versteht.

Im Wayland sind Server und Kompositor eins und dasselbe. Jede Desktop-Umgebung, die Wayland verwendet, macht Aufrufe an eine Bibliothek, die das Wayland-Protokoll implementiert, um Effekte wie Transparenz, Fensterunschärfe, Übergangsanimationen und Schlagschatten darzustellen, die den Fenstern ein Gefühl von Dimension verleihen.

Wayland bringt all diese Funktionen näher an den Kernel, und Sie werden dies oft an der Flüssigkeit spüren, die Sie in der grafischen Umgebung erleben.

Anstatt über die Verwendung von Software Dritter zu zeichnen, ruft der Wayland-Kompositor das ab, was als Direct Rendering Manager (DRM) -Puffer im Kernel bekannt ist, um Dinge darzustellen.

Sie werden feststellen, dass die Schritte in Wayland viel einfacher sind und der Prozess unkompliziert ist. Dies führt zu einer besseren Leistung in grafisch intensiven Situationen und macht es Entwicklern leichter, Anwendungen zu erstellen, die unter diesem Protokoll laufen.

So probieren Sie Wayland aus

Viele moderne Linux-Distributionen – insbesondere solche, die aktuelle Versionen von GNOME oder KDE Plasma verwenden – nutzen nun Wayland als Standard-Display-Server.

Seit Ubuntu 24.04 LTS (Noble Numbat) ist Wayland der Standard-Display-Server auf den meisten Systemen, insbesondere auf denen mit Intel- oder AMD-Grafik. Wenn Sie eine NVIDIA-GPU verwenden, wird das System immer noch standardmäßig auf Wayland gesetzt. Wenn es jedoch immer noch nicht funktioniert, folgen Sie diesem detaillierten Leitfaden und bringen Sie Wayland auf einer NVIDIA-Grafikkarte zum Laufen.

Um zu überprüfen, ob Sie Wayland oder Xorg verwenden, öffnen Sie ein Terminal und führen Sie folgenden Befehl aus:

echo $XDG_SESSION_TYPE

Wenn die Ausgabe “Wayland” ist, sind Sie bereits auf Wayland. Wenn “x11” steht, verwenden Sie Xorg.

Wenn Sie auf Xorg sind, können Sie normalerweise vom Anmeldebildschirm zu Wayland wechseln. Suchen Sie nach einem Zahnrad-Symbol oder dem Sitzungsmenü (normalerweise in der Nähe des Anmelden-Buttons), klicken Sie darauf und wählen Sie entweder Ubuntu oder Ubuntu auf Wayland oder GNOME Classic. Melden Sie sich dann wie gewohnt an.

Hinweis: Wenn Sie eine Live-Sitzung ausführen (z. B. Ubuntu 24.04.1 von einem USB-Laufwerk), ist die Option zum Wechseln zwischen Xorg und Wayland möglicherweise nicht verfügbar.

In jeder anderen Distribution, wenn sie eine aktuelle Version von GNOME oder KDE Plasma verwendet, hat sie die Option, Wayland zu nutzen.

Wayland in Fedora und Arch Linux ausprobieren

Fedora hat Wayland vollständig als Standard-Display-Server für sowohl GNOME als auch KDE Plasma Desktop-Umgebungen übernommen. Wenn Sie eine aktuelle Version von Fedora verwenden, sind Sie wahrscheinlich bereits auf Wayland. Der Prozess zum Überprüfen oder Wechseln zwischen Wayland und X11 ist ähnlich wie bei Ubuntu. Loggen Sie sich einfach aus, klicken Sie auf das Zahnradsymbol auf dem Anmeldebildschirm und wählen Sie die entsprechende Sitzung.

Für Arch Linux und GNOME-Anwender ist keine zusätzliche Einrichtung erforderlich, außer das Installieren der Pakete gnome und gnome-session, da der Standard-Display-Manager (GDM) Wayland von Haus aus unterstützt.

sudo pacman -S gnome gnome-session

KDE Plasma-Anwender sollten die Pakete plasma und plasma-workspace-wayland installieren, um die Wayland-Unterstützung zu aktivieren.

sudo pacman -S plasma plasma-workspace-wayland

In beiden Fällen sollten Sie auch das Paket xorg-xwayland installieren, um die Kompatibilität mit Anwendungen zu gewährleisten, die weiterhin auf X11 angewiesen sind.

sudo pacman -S xorg-xwayland

Nachdem Sie die erforderlichen Pakete installiert haben, wählen Sie die Wayland-Sitzung aus dem Sitzungsmenü Ihres Display-Managers auf dem Anmeldebildschirm aus.

Für verbesserte Unterstützung mit Qt- und GLFW-Anwendungen sollten Sie die Pakete qt5-wayland, qt6-wayland und glfw-wayland in Erwägung ziehen. Wenn Sie Probleme haben, KDE unter Wayland auszuführen, können Sie die KWin-Debug-Konsole öffnen und Probleme diagnostizieren:

qdbus org.kde.KWin /KWin org.kde.KWin.showDebugConsole

Sobald alles eingerichtet ist, sollte Ihr System bereit sein, um unter Wayland zu laufen und die Fähigkeit haben, Legacy-X11-Anwendungen zu starten.

Wayland vs. Xorg: Wichtige Unterschiede

Wayland und Xorg (auch bekannt als X11) unterscheiden sich grundlegend in Architektur und Designphilosophie. Xorg, als älteres System, verwendet ein Client-Server-Modell, bei dem der X-Server Eingaben und Ausgaben verarbeitet. Er fungiert als Mittelsmann zwischen Anwendungen und Hardware. Im Laufe der Zeit hat sich dieses Modell durch zahlreiche Erweiterungen und Legacy-Support aufgebläht, was zu Leistungseffizienzproblemen und Sicherheitsbedenken führt – wie beispielsweise, dass Anwendungen auf die Eingaben anderer Anwendungen ausspionieren können.

Im Gegensatz dazu wurde Wayland entwickelt, um einfacher und moderner zu sein. Es beseitigt die Notwendigkeit für einen separaten Display-Server, indem es Clients (Anwendungen) erlaubt, direkt mit dem Kompositor zu kommunizieren. Der Kompositor übernimmt sowohl das Rendering als auch die Anzeige, was zu verbesserter Sicherheit und Leistung führt.

Ein weiterer entscheidender Unterschied ist, wie jedes System die grafische Ausgabe und Eingabe verwaltet. Xorg ist stark auf externe Fenstermanager und Kompositori wie Compiz oder Mutter angewiesen. Wayland hingegen integriert den Kompositor direkt, was Latenzen und Tearing verringert.

Sollten Sie Wayland verwenden?

Die Unterstützung für Wayland ist stetig gewachsen. Desktop-Umgebungen wie Cinnamon, XFCE und MATE haben begonnen, Wayland-Unterstützung hinzuzufügen, und viele leichte Fenstermanager bieten inzwischen Versionen, die mit Wayland kompatibel sind. Werkzeuge wie Sway (für i3-Nutzer), dwl (basierend auf dwm) und neuere wie Hyprland sind speziell für Wayland konzipiert und bringen moderne Funktionen wie flüssigere Animationen mit sich.

Dennoch ist Wayland nicht perfekt. Einige vertraute Werkzeuge, wie xkill, funktionieren aufgrund der unterschiedlichen Weise, wie Wayland mit Fenstern umgeht, nicht. Es gibt auch gelegentliche Fehler oder Einschränkungen, die auf Ihre Hardware- und Softwarekonfiguration zurückzuführen sind. Ältere Anwendungen, die seit Jahren nicht mehr gewartet wurden, funktionieren möglicherweise nicht gut ohne Xorg.

Fazit

Wenn Ihr aktuelles Setup reibungslos läuft, gibt es keinen dringenden Grund zu wechseln – verwenden Sie einfach, was funktioniert. Wenn Sie jedoch Probleme wie Einfrieren oder ruckelnde Bildschirmbewegungen haben, könnte es sich lohnen, den anderen Display-Server auszuprobieren. Manchmal funktioniert einer einfach besser als der andere, je nach Ihrer Hardware und Treibern. Wenn die Dinge nicht wie erwartet funktionieren, könnte der Wechsel des Anzeige-Systems helfen, das Problem zu lösen.