为什么Java中仅交换内外层循环顺序的相似代码执行耗时差异大

两段代码的总循环次数完全一致，理论计算量相等，耗时差异完全来自JVM JIT即时编译器的优化策略差异，核心原因有两点：

• 编译触发时机的差异
  第一段代码的外层循环次数为1000万次，循环回边次数极高，会很快触发热点探测阈值，触发OSR（栈上替换）将整个循环块替换为C2编译后的机器码执行。同时内层仅100次的小循环会被JIT做极致优化：由于内层循环中a是固定常量1，tot *= a的计算完全不会改变tot的值，JIT可以直接消除整个内层循环的计算逻辑，仅保留极轻量的循环计数开销，执行效率极高。
  第二段代码的外层循环仅100次，远低于OpenJDK 14中C2编译器默认的热点编译阈值，外层循环本身很难触发编译优化。内层1000万次的大循环需要运行到一定次数才会触发编译，前几次外层迭代对应的内层循环全程以解释模式执行，而Java解释执行的效率仅为编译后机器码的1/20~1/50，这部分解释执行的开销直接拉高了总耗时。
• 循环优化的适配度差异
  JIT对固定次数的小循环优化力度远高于大循环：小循环可以轻松做循环展开、常量折叠、死代码消除等优化，而大循环的优化成本更高，部分优化策略不会触发。即使修改代码避免死代码消除，内层小循环的执行效率依然会高于内层大循环。

C语言耗时差异小是因为C采用静态预编译（AOT）策略，编译阶段就会对两种循环结构做同等力度的全局优化，不存在解释执行阶段的开销，所以两者的耗时差异会远小于Java。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Drinter