Deterministic and synchronous computation between client and server in mobile games

Thumbnail Image

Files

master_Viitanen_Henri_2025.pdf (382.9 KB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Science | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-07-23

Department

Major/Subject

Game Design and Production

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Computer, Communication and Information Sciences

Language

en

Pages

65

Series

Abstract

Mobile gaming has grown into a globally dominant entertainment sector, driven by advances in smartphone technology and a flourishing free-to-play (F2P) business model. Despite its broad reach and economic success, this arena poses unique challenges for developers, including the need to curb cheating, manage intricate game states, and maintain fair but profitable in-game economies. Responding to these demands, a server-authoritative yet distributed paradigm has emerged, synchronising execution of game logic across client and server without requiring constant connectivity. This thesis examines how deterministic game progression, achieved through server-validated states and atomic operations, not only ensures fairness but also minimises network overhead by allowing localised client-side execution. Moreover, the paradigm supports dynamic live operations and over-the-air updates, enabling developers to adapt gameplay and monetisation strategies in real time. By structuring logic in a cohesive, monolithic framework, it simplifies complex game features, ranging from single-player modes to extensive multiplayer and social elements, while preserving maintainability throughout a game’s long lifecycle. This thesis documents and analyses a paradigm that has emerged within the Finnish mobile game industry but lacks formal academic treatment. The work presents the synchronous execution approach as a practical framework for mobile game development, addressing common challenges in free-to-play and Games-as-a-Service models through established industry practices.

Mobiilipelaaminen on kasvanut maailmanlaajuisesti hallitsevaksi viihdesektoriksi, jota vauhdittavat älypuhelintekniikan kehitys ja menestyksekäs free-to-play (F2P) -liiketoimintamalli. Laajasta levinneisyydestään ja taloudellisesta menestyksestään huolimatta alaan liittyy kehittäjille ainutlaatuisia haasteita, kuten huijausten estäminen, monimutkaisten pelitilojen hallinta sekä oikeudenmukaisten ja samalla tuottavien pelitalouksien ylläpitäminen. Näihin tarpeisiin on vastattu hajautetulla, palvelinlähteisellä mallilla, jossa pelilogiikka ajetaan pelilaitteella ja palvelimella synkronoidusti ilman vaatimusta jatkuvasta verkkoyhteydestä. Tämä opinnäytetyö tarkastelee, kuinka synkronoitu, deterministinen pelilogiikka varmistaa pelin reiluuden ja samalla vähentää verkon kuormitusta, kun osa pelilogiikasta voidaan suorittaa välittömästi pelilaitteella. Lisäksi kyseinen malli mahdollistaa dynaamiset live-ops -toiminnot ja verkon yli tapahtuvat sisältöpäivitykset, joiden avulla kehittäjät voivat hienosäätää pelilogiikkaa ja ansaintamalleja reaaliajassa. Toteuttamalla pelilogiikka työn esittelemällä mallilla, voidaan eri pelitilat, yksinpeleistä laajoihin moninpeleihin, toteuttaa tehokkaasti, säilyttäen samalla pelin ylläpidettävyyden koko sen pitkän elinkaaren ajan. Tämä opinnäytetyö dokumentoi ja analysoi mallia, joka on kehittynyt suomalaisessa mobiilipeliteollisuudessa, mutta jota ei ole vielä aikaisemmin käsitelty akateemisesti. Työ esittelee synkronisen suoritusmallin käytännöllisenä viitekehyksenä mobiilipelikehitykselle, keskittyen Metaplay Oy:n kehittämään toteutukseen.

Description

Supervisor

Hämäläinen, Perttu

Thesis advisor

Hätälä, Antti

Keywords

mobiilipelit, synkronoitu pelilogiikka, asiakas-palvelin-arkkitehtuuri, synkronoitu laskenta, free-to-play, pelilogiikka, pelipalvelin

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202508196415

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI