并发数据结构是指多个线程同时访问同一数据结构时，能够保证数据结构的正确性和并发性的一类数据结构。在多线程编程中，使用并发数据结构可以避免数据竞争和死锁等问题，提高程序的并发性和性能。本文将介绍并发数据结构中的锁、CAS和STM三种机制。
一、锁
锁是一种最基本的并发控制机制，它通过在共享资源上加锁，使得只有一个线程能够访问该资源。在Java中，锁的实现方式有synchronized关键字和java.util.concurrent包中的Lock接口。锁机制的实现方式是，在访问共享资源的代码块前获取锁，执行完后释放锁。这样，其他线程就不能进入该代码块，直到锁被释放。
锁机制的优点是实现简单，适用于多线程访问同一共享资源的情况。但是，锁机制也存在着一些问题。比如，锁的粒度过大会造成性能问题，因为只有一个线程能够访问该资源，其他线程需要等待锁的释放。此外，锁的粒度过小也会影响性能，因为加锁和释放锁的开销很大。锁机制还存在死锁、饥饿等问题，需要开发人员进行细致的设计和调试。
二、CAS
CAS（Compare and Swap）是一种基于硬件原语的并发控制机制，它通过比较并交换操作，实现对共享变量的原子性操作。在Java中，CAS操作由java.util.concurrent包中的Atomic类提供支持。CAS操作的实现方式是，先读取共享变量的值，然后比较该值是否等于期望值，如果相等，则将共享变量的值修改为新值，否则不做任何操作。
CAS机制的优点是实现简单，适用于多线程访问同一共享变量的情况。CAS操作不需要加锁和释放锁，因此具有很好的性能。但是，CAS机制也存在着一些问题。比如，CAS操作如果失败，需要重新尝试，这会浪费一定的资源。此外，CAS操作只能针对单个共享变量进行操作，如果需要对多个共享变量进行操作，则需要使用其他机制。
三、STM
STM（Software Transactional Memory）是一种基于事务的并发控制机制，它通过将多个操作封装在一个事务中，实现对共享变量的原子性操作。在Java中，STM机制由java.util.concurrent包中的Transaction类提供支持。STM机制的实现方式是，在事务中执行多个操作，如果所有操作都成功，则提交事务，否则回滚事务。
STM机制的优点是实现简单，适用于多线程访问多个共享变量的情况。STM机制不需要加锁和释放锁，因此具有很好的性能。STM机制还具有很好的可扩展性和可组合性，可以方便地实现复杂的业务逻辑。但是，STM机制也存在着一些问题。比如，事务的过程中可能会引发异常，需要进行异常处理。此外，STM机制需要消耗一定的内存和CPU资源，需要进行优化。
综上所述，锁、CAS和STM三种机制都是常用的并发控制机制，各有优缺点。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的机制，以保证程序的正确性和并发性。