Многопоточность сервлета в AppEngine по умолчанию отключена. Вы можете просто включить его, добавив элемент <threadsafe>true</threadsafe>
к appengine-web.xml
.
В этом случае ваши сервлеты должны быть поточно-ориентированными: в основном это означает, что они не должны иметь внутреннего состояния (полей) или доступ к данным о состоянии должен быть синхронизирован.
О Spring: я не знаком с внутренними компонентами Spring, поэтому не могу сказать, безопасен ли он для потоков.