O coletor de lixo consegue identificar e limpar objetos em ciclos?

Sim, os coletores de lixo modernos, incluindo os utilizados no Android (por exemplo, o Garbage Collector na JVM/ART), são capazes de detectar e limpar objetos que estão em referências cíclicas, se não houver referências externas de objetos raiz.

Isso é possível graças a algoritmos de rastreamento que começam pelos objetos raiz (por exemplo, a pilha, variáveis estáticas) e marcam todos os objetos acessíveis. Os objetos que não são acessíveis a partir das raízes são considerados lixo, mesmo que se refiram mutuamente em ciclos.

Portanto, referências cíclicas por si só não impedem a coleta de lixo, se os objetos não forem utilizados no programa.