多线程场景下DataTable.ToList()抛出集合已修改异常的解决方案咨询

我的应用通过多线程修改某一DataTable，已为添加行和提交数据库的操作实现独占锁机制（由两个不同线程处理）。现UI线程（第三个线程）需使用该表通过LINQ筛选数据并绑定到Chart控件。我已将操作拆分为最小指令以定位问题：

var s1 = dataTable.ToList(); //originally it was dataTable.ToEnumerable()
var s2 = s1.Select(LINQ_expr1);
var s3 = s2.Where(LINQ_expr2);
var s4 = s3.OrderBy(LINQ_expr3);

异常始终发生在执行第一条指令时。目前我能想到的唯一可行方案是在此处加入锁机制，但希望避免该方案，寻求可创建变量副本且能避免此异常的替代方法。该表可能包含数十万行（会定期截断，但仅在分析完成后），因此希望找到比DataTable.Copy()开销更低的替代锁机制的方案。

1. 只复制LINQ所需字段到POCO列表 #

直接放弃复制整个DataTable，手动遍历DataRow，只提取后续LINQ查询需要用到的字段，存入自定义的简单POCO类列表中。这种方式内存开销远低于复制整个DataTable，且单条DataRow的读取是线程安全的（只要写入线程只添加新行，不修改已有行）：

// 定义匹配LINQ查询需求的POCO类
public class DataItem
{
    public int Value { get; set; }
    public DateTime Timestamp { get; set; }
    // 仅保留需要的字段
}

// UI线程读取数据
var s1 = new List<DataItem>();
foreach (DataRow row in dataTable.Rows)
{
    // 仅复制必要字段，减少冗余数据
    s1.Add(new DataItem
    {
        Value = row.Field<int>("Value"),
        Timestamp = row.Field<DateTime>("Timestamp")
    });
}

// 后续LINQ操作基于这个精简列表
var s4 = s1.Select(LINQ_expr1).Where(LINQ_expr2).OrderBy(LINQ_expr3);

2. 短锁创建DataView视图 #

DataView是基于DataTable的轻量级视图，仅在创建DataView的瞬间加锁，锁的持有时间极短，对性能影响可以忽略。后续LINQ直接基于DataView的枚举操作，无需再锁：

IEnumerable<DataRowView> dataView;
// 仅在创建DataView时加锁，避免长时间阻塞写入线程
lock (yourExistingLockObject)
{
    dataView = new DataView(dataTable, "", "", DataViewRowState.CurrentRows).Cast<DataRowView>();
}

// 后续LINQ操作基于这个视图枚举
var s4 = dataView.Select(LINQ_expr1).Where(LINQ_expr2).OrderBy(LINQ_expr3);

3. 生产者-消费者模式维护只读副本 #

让写入线程在添加新行的同时，把该行的必要数据同步到一个线程安全的只读集合（比如ConcurrentBag<T>）。UI线程直接查询这个集合，完全不需要锁，也不需要复制整个DataTable：

// 全局线程安全集合，仅由写入线程添加数据
private readonly ConcurrentBag<DataItem> _readOnlyData = new ConcurrentBag<DataItem>();

// 写入线程添加行时同步数据
lock (yourInsertLock)
{
    var newRow = dataTable.NewRow();
    // 填充行数据
    newRow["Value"] = 123;
    newRow["Timestamp"] = DateTime.Now;
    dataTable.Rows.Add(newRow);
    
    // 同步必要字段到只读集合
    _readOnlyData.Add(new DataItem
    {
        Value = (int)newRow["Value"],
        Timestamp = (DateTime)newRow["Timestamp"]
    });
}

// UI线程直接查询只读集合，无锁开销
var s4 = _readOnlyData.Select(LINQ_expr1).Where(LINQ_expr2).OrderBy(LINQ_expr3);

内容的提问来源于stack exchange，提问作者misiek8v