Java变量锁类型详解：对象锁与类锁区别及乐观锁CAS原理

在深入探讨Java并发编程的核心机制时，我们无法绕过的一个关键概念就是“锁”。本文将详尽解析两种主要的锁定策略——对象锁和类锁，并进一步阐述其背后的实现原理以及乐观锁（尤其是基于Compare and Swap操作即CAS）的工作方式。

**一、对象锁**

首先从最基础的对象锁开始。在Java中，每个对象都关联一个监视器(Monitor)，也称为互斥量(mutex)。当线程试图访问某个由synchronized关键字保护的方法或代码块时，则会自动获取该方法所属对象上的锁(也成为实例锁或者对象级别的锁）。在同一时间只能有一个线程持有特定对象的锁并执行同步代码段；其他尝试获得同一把锁的所有线程将会被阻塞等待，直到当前占有这把锁的线程释放它为止。这种机制确保了多线程环境下对共享资源的安全访问。

例如：



在此例中，“method”是一个受监控的同步方法，在任何时候只有一个线程可以进入这个方法进行处理。

**二、类锁**

相较于针对单个对象的操作控制，有时我们需要在整个类级别上实施一致性的约束。这时就需要用到类锁或者说静态成员锁。对于类锁，通常通过在一个类的static修饰的同步方法或者是同步代码块来实现。

示例如下:


在这个例子中，"classMethod()"是静态且同步化的，这意味着所有对该方法的调用都将竞争同一个全局唯一的类级锁，从而保证即使多个不同对象同时请求此类中的静态资源也能得到正确的串行化处理。

**三、乐观锁 - CAS (比较并交换)**

然而，在某些场景下，传统的悲观锁可能会导致过多无意义的竞争开销甚至死锁等问题。此时，一种更为积极高效的并发模型——乐观锁应运而生。其中最具代表性的一种实现在于JDK提供的`Atomic`系列工具类所采用的CAS算法(Check-And-Swap 或 Compare-and-set)。

CAS是一种非阻塞性指令，用于原子地更新内存位置的内容。它的基本思路是在修改数据之前先检查原值是否符合预期条件，如果满足则更新为新值。这样做的好处在于避免了大量的加解锁过程带来的性能损失。

以 AtomicInteger 为例：


上述Counter类使用了一个 AtomicIntger 类型的计数器，incrementAndGet 方法内部即是利用CAS循环不断重试的方式来达到原子性自增的效果。每次尝试递增前都会验证当前数值是否仍为自己上次读取的那个值，只有确认未发生变更才会真正完成增加动作。

总结来说，理解Java语言里的对象锁与类锁的区别及其工作机理有助于我们在设计高效安全的并发程序时做出明智的选择。而在面对大量冲突可能性较高的高并发环境时，适时引入乐观锁如CAS等技术手段亦可有效提升系统的整体响应速度和服务质量。