Каким образом механизм автоматического управления памятью распознает и удаляет объекты, ссылающиеся друг на друга циклически?

В Python механизм автоматического управления памятью основан на подсчёте ссылок и сборщике мусора для циклических ссылок.

Подсчёт ссылок отслеживает, сколько объектов ссылаются на данный объект. Когда счётчик достигает нуля, объект удаляется.

Однако при циклических ссылках объекты ссылаются друг на друга, и счётчики не становятся нулём, даже если они недоступны извне. Для решения этой проблемы Python использует сборщик мусора, который периодически ищет циклы объектов, недоступных из программы, и удаляет их.

Сборщик мусора реализован в модуле gc. Он анализирует граф объектов, выявляет циклы и освобождает память, предотвращая утечки.

Пример:

import gc

class A:
    def __init__(self):
        self.ref = None

a = A()
b = A()
a.ref = b
b.ref = a  # циклическая ссылка

# Удаляем внешние ссылки
del a
del b

# Объекты остаются в памяти из-за цикла, но сборщик мусора их очистит
gc.collect()  # принудительный запуск сборщика мусора