Из всех ответов и дальнейшего чтения я пришел к следующему выводу:
Мои опасения действительны. Использование CacheItemRemovedCallback для обновления кэшированных элементов не является хорошей идеей. Единственное практическое использование для этого обратного вызова - это регистрация информации о том, когда ваш кеш удален.
Кажется, что CacheItemUpdateCallback является более подходящим способом обновления вашего кэша через регулярные промежутки времени.
В конечном итоге я решил не использовать ни один из этих вызовов. Вместо этого я напишу действие службы, чтобы задание на импорт базы данных могло уведомить мое приложение, когда оно должно обновить свои данные. Это позволяет вообще не использовать синхронизированное обновление.