Java原子类的实现原理是利用了底层的CAS（Compare and Swap）操作。
CAS是一种乐观锁机制，它包含三个参数：内存位置V，旧的预期值A和新的值B。CAS操作首先将内存位置V的值与预期值A进行比较，如果相等，则将内存位置V的值更新为新值B；否则，操作失败。CAS操作是原子性的，即在一个线程执行CAS操作时，其他线程不能同时修改该内存位置。
Java原子类使用CAS操作来实现原子性的操作。当多个线程要对一个变量进行操作时，使用原子类可以确保操作的原子性。原子类中的方法都是原子性的，例如AtomicInteger类中的incrementAndGet方法，在方法内部使用CAS操作来确保原子性，即先获取变量的值，然后将其加1，最后使用CAS操作将新值写回内存。
使用原子类可以避免使用锁的开销，提高并发性能。但需要注意的是，并不是所有的操作都可以使用原子类来实现，例如复合操作或需要保持线程间的同步的操作，仍然需要使用锁机制来实现。