¿Cómo determina el sistema operativo cuándo un objeto en la memoria ya no se usa y se puede liberar de manera segura?

El sistema operativo en sí no gestiona directamente la liberación de objetos en la memoria; esa es tarea del entorno de ejecución y del lenguaje de programación. En iOS, por ejemplo, la gestión de memoria se realiza mediante el mecanismo ARC (Contador de Referencias Automático).

ARC realiza un seguimiento del número de referencias a un objeto. Cuando el contador de referencias de un objeto llega a cero (es decir, ya nadie hace referencia a ese objeto), el objeto se libera automáticamente de la memoria.

Ejemplo:

class MyClass {}
var obj: MyClass? = MyClass() // contador de referencias = 1
obj = nil // contador de referencias = 0, el objeto se libera

De esta manera, el sistema operativo no determina cuándo un objeto ya no se usa; lo hace el entorno de ejecución mediante el conteo de referencias o el recolector de basura.