Inserisci o aggiorna in modo sicuro il documento secondario in MongoDB

Hai dato un'occhiata a AddToSet metodo, se lo usi in combinazione con la funzione di aggiornamento invece di quella di sostituzione dovrebbe mantenere un controllo migliore della tua atomicità.

var updateBuilder = Builders<Item>.Update.AddToSet(items => items.SubItems, new SubItem());

collection.UpdateOne(itemFilter, updateBuilder);

Così nel tuo caso.

    public Task Save(string itemId, SubItem subItem)
    {
        var itemFilter = Builders<Item>.Filter.Eq(v => v.Id, itemId);
        var collection = _db.GetCollection<Item>("Items");

        var updateBuilder = Builders<Item>.Update.AddToSet(items => items.SubItems, subItem);

        collection.UpdateOneAsync(itemFilter, updateBuilder, new UpdateOptions() { IsUpsert = true }).Wait();
    }