Каким образом механизм автоматического управления памятью решает, какие объекты следует освобождать?

Механизм автоматического управления памятью в Python основан на подсчёте ссылок (reference counting) и сборщике мусора (garbage collector).

Каждый объект в памяти хранит счётчик ссылок — количество переменных и структур, которые ссылаются на этот объект. Когда счётчик ссылок объекта становится равен нулю, значит, на него никто не ссылается, и память под этот объект можно освободить.

Однако из-за циклических ссылок (когда объекты ссылаются друг на друга) счётчик ссылок может не стать нулём, даже если объекты недоступны из программы. Для решения этой проблемы Python использует сборщик мусора, который периодически ищет такие циклы и освобождает память, занятую ими.

Пример:

import sys

class A:
    pass

a = A()
print(sys.getrefcount(a))  # Показывает количество ссылок на объект a

b = a  # увеличивает счётчик ссылок

# Когда a и b удаляются или выходят из области видимости, память освобождается автоматически