Day 14｜第一次認識資料庫與 H2

昨天的 Day 13，我們終於讓智慧健康助理加入了第一個資料紀錄功能：每日飲水量紀錄！

使用者可以透過 POST API 新增飲水量，再透過 GET API 查詢累積總量。

例如：

{
  "amount": 300
}

新增後，系統就會把飲水量儲存在 Java 的 List 裡面。

不過昨天也發現一個問題：

只要重新啟動 Spring Boot，原本的飲水紀錄就全部消失了！

如果只是練習 Java，這樣其實沒什麼問題。

但如果未來真的想把智慧健康助理當成日常健康管理工具，總不能每次重新啟動程式，就要重新輸入所有資料吧 XD

所以今天決定開始認識資料庫！

今天的目標是：

了解資料庫的基本概念，並讓 Spring Boot 第一次連接 H2 Database，為之後儲存健康紀錄做準備。

一、為什麼需要資料庫？

昨天我們使用：

List<Integer> waterRecords = new ArrayList<>();

儲存飲水紀錄。

例如：

[300, 500, 250]

這樣可以成功計算：

300 + 500 + 250 = 1050 ml

但是 List 裡面的資料是儲存在程式執行時使用的記憶體中。

當程式停止後，這些資料就不會繼續保留。

所以如果想讓健康紀錄可以長期保存，就需要另外的儲存方式。

這時候就可以使用資料庫。

簡單來說：

資料庫可以幫助我們有系統地儲存、查詢和管理資料。

例如未來可能需要記錄：

• 每日飲水量
• 睡眠時間
• 運動紀錄
• BMI 變化
• 健康資訊摘要

如果全部都只放在 Java 的 List 裡面，後續管理就會越來越困難。

二、List 和資料庫有什麼不同？

先用簡單的表格比較：

不過要注意，並不是所有資料庫都會自動永久保存資料。

例如今天要使用的 H2，就可以選擇記憶體模式或檔案模式。

如果使用記憶體模式，重新啟動程式後，資料一樣會消失。

所以今天也會特別認識這兩種模式的差別。

三、H2 Database 是什麼？

今天選擇使用的是：

H2 Database

H2 是一種以 Java 開發的關聯式資料庫。

它的特色是輕量、容易整合，也很適合用來學習 Spring Boot 的資料庫操作。

相較於一開始就安裝 MySQL 或 PostgreSQL，H2 的設定通常比較簡單。

對目前這個 Side Project 來說，我覺得很適合先拿來練習。

H2 常見的使用方式包括：

1. In-Memory Mode（記憶體模式）

資料儲存在記憶體中。

例如：

spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:healthdb

優點是啟動快速、設定簡單。

但當資料庫結束運作後，資料就不會保留。

2. File Mode（檔案模式）

資料儲存在檔案中。

例如：

spring.datasource.url=jdbc:h2:file:./data/healthdb

這樣資料庫就可以將資料寫入專案目錄下的檔案。

在正常關閉並重新啟動程式後，資料通常可以繼續保留。

因為我們希望健康紀錄不要每次重新啟動就消失，所以今天決定使用：

H2 File Mode！

四、先認識關聯式資料庫

在開始設定之前，先了解資料庫最基本的概念。

關聯式資料庫通常使用 Table（資料表）來儲存資料。

可以把 Table 想成一個有欄位和資料列的表格。

例如飲水紀錄：

這裡有三個欄位：

id
amount
record_date

分別代表：

• id：每筆紀錄的識別編號
• amount：飲水量
• record_date：紀錄日期

每一列則代表一筆飲水紀錄。

例如：

id = 1
amount = 300
record_date = 2026-10-17

就是一筆完整的資料。

之後如果想查詢某一天的飲水量，就可以透過資料庫查詢這些紀錄。

五、認識 SQL

既然要使用關聯式資料庫，就不能不認識 SQL。

SQL 的全名是：

Structured Query Language

中文稱為「結構化查詢語言」。

它可以用來操作關聯式資料庫。

例如新增資料：

INSERT INTO water_records (amount, record_date)
VALUES (300, '2026-10-17');

查詢資料：

SELECT * FROM water_records;

刪除資料：

DELETE FROM water_records
WHERE id = 1;

如果想計算某一天的飲水總量，也可以使用：

SELECT SUM(amount)
FROM water_records
WHERE record_date = '2026-10-17';

這樣資料庫就會幫我們加總指定日期的飲水量。

是不是和昨天使用 Java 的 for 迴圈有點不同？

昨天是把 List 裡面的資料拿出來計算。

今天開始，我們可以讓資料庫協助管理與查詢資料。

六、在 Spring Boot 加入 H2

接下來正式開始設定專案。

首先打開：

pom.xml

在 <dependencies> 裡加入 H2 Database：

<dependency>
    <groupId>com.h2database</groupId>
    <artifactId>h2</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

因為今天也會使用 Spring Boot 的資料庫相關功能，所以再加入：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>

這裡使用的是 Spring JDBC。

它可以讓 Java 程式透過 JDBC 與資料庫溝通。

加入後，記得重新載入 Maven 專案。

目前先不用急著寫複雜的資料庫程式。

今天的重點是讓 Spring Boot 成功連接 H2。

七、設定 application.properties

接下來打開：

src/main/resources/application.properties

加入：

spring.application.name=health-assistant

spring.datasource.url=jdbc:h2:file:./data/healthdb
spring.datasource.driver-class-name=org.h2.Driver
spring.datasource.username=sa
spring.datasource.password=

spring.h2.console.enabled=true
spring.h2.console.path=/h2-console

這裡有幾個設定需要了解。

spring.datasource.url

spring.datasource.url=jdbc:h2:file:./data/healthdb

這代表我們使用 H2 的檔案模式。

其中：

./data/healthdb

表示資料庫檔案的位置。

相對路徑會依照程式啟動時的工作目錄解析。

spring.datasource.username

spring.datasource.username=sa

這是 H2 練習環境常見的預設帳號。

spring.datasource.password

spring.datasource.password=

這裡暫時使用空密碼，方便本機練習。

但正式部署時不能直接沿用這種設定。

spring.h2.console.enabled

spring.h2.console.enabled=true

這個設定會啟用 H2 Console。

我們就可以透過瀏覽器查看資料庫。

不過 H2 Console 主要是開發工具，不適合直接對外公開。

八、啟動 Spring Boot

設定完成後，重新啟動 Spring Boot。

如果資料庫設定沒有問題，Spring Boot 就可以建立與 H2 的連線。

接著打開瀏覽器：

http://localhost:8080/h2-console

應該會看到 H2 Console 的登入畫面。

登入資訊設定為：

JDBC URL:
jdbc:h2:file:./data/healthdb

User Name:
sa

Password:

密碼保持空白。

確認 JDBC URL 和 application.properties 裡面的設定一致。

接著按下：

Connect

如果連線成功，就可以進入 H2 Console。

這代表我們已經成功讓 Spring Boot 專案連接資料庫了！

九、建立第一張資料表

接下來先試著建立一張飲水紀錄資料表。

在 H2 Console 輸入：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS water_records (
    id BIGINT GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY PRIMARY KEY,
    amount INT NOT NULL,
    record_date DATE NOT NULL
);

這裡出現幾個新的 SQL 語法。

CREATE TABLE

CREATE TABLE

代表建立資料表。

PRIMARY KEY

PRIMARY KEY

代表主鍵，用來識別每一筆資料。

NOT NULL

NOT NULL

代表欄位不能是 NULL。

DATE

DATE

代表日期型別。

這樣我們就建立了一張簡單的飲水紀錄資料表。

目前包含：

id
amount
record_date

三個欄位。

十、試著新增第一筆資料

資料表建立完成後，接下來試著新增資料。

在 H2 Console 輸入：

INSERT INTO water_records (amount, record_date)
VALUES (300, CURRENT_DATE);

這裡使用：

CURRENT_DATE

代表資料庫目前的日期。

再新增一筆：

INSERT INTO water_records (amount, record_date)
VALUES (500, CURRENT_DATE);

現在資料表裡應該已經有兩筆飲水紀錄。

接著輸入：

SELECT * FROM water_records;

就可以查看資料。

預期會看到類似：

ID | AMOUNT | RECORD_DATE
1  | 300    | 2026-10-17
2  | 500    | 2026-10-17

實際日期會依照執行當天的資料庫日期顯示。

這也是第一次真正把飲水紀錄放進資料庫裡！

十一、計算每日飲水總量

昨天我們使用 Java 的：

for

迴圈計算飲水總量。

今天則可以直接使用 SQL：

SELECT SUM(amount)
FROM water_records
WHERE record_date = CURRENT_DATE;

假設今天新增了：

300 ml
500 ml

查詢結果就會是：

800

如果想讓查詢結果更容易理解，可以加入別名：

SELECT SUM(amount) AS total_water
FROM water_records
WHERE record_date = CURRENT_DATE;

這樣查詢結果的欄位名稱就會變成：

TOTAL_WATER

這讓我發現，資料庫不只是拿來儲存資料，也可以協助我們進行資料查詢和簡單的統計。

十二、測試重新啟動後資料還在不在

接下來要測試今天最重要的事情：

重新啟動 Spring Boot，資料會不會消失？

測試步驟：

1. 先確認 water_records 裡面有資料。
2. 關閉 H2 Console 的連線。
3. 停止 Spring Boot。
4. 重新啟動 Spring Boot。
5. 再次進入 H2 Console。
6. 執行查詢。

SELECT * FROM water_records;

如果設定正確，而且使用的是相同的資料庫檔案，就應該還能看到剛剛新增的資料。

這和昨天的 List 有很大的不同。

昨天：

重新啟動
    ↓
List 清空
    ↓
資料消失

今天：

資料寫入 H2 檔案
        ↓
重新啟動
        ↓
重新連接資料庫
        ↓
資料仍然存在

不過今天只是透過 H2 Console 手動操作資料庫。

昨天的 WaterService 仍然使用 List，還沒有真正改成從資料庫讀寫資料。

這個部分就留到下一篇繼續完成！

十三、目前的專案架構

經過今天的調整，專案大致變成：

health-assistant
│
├── src
│   └── main
│       ├── java
│       │   └── com/example/healthassistant
│       │       │
│       │       ├── HealthAssistantApplication.java
│       │       │
│       │       ├── controller
│       │       │   ├── HealthController.java
│       │       │   └── WaterController.java
│       │       │
│       │       ├── service
│       │       │   ├── BmiService.java
│       │       │   └── WaterService.java
│       │       │
│       │       ├── dto
│       │       │   ├── HealthRequest.java
│       │       │   └── WaterRequest.java
│       │       │
│       │       └── exception
│       │           └── GlobalExceptionHandler.java
│       │
│       └── resources
│           └── application.properties
│
├── data
│   └── healthdb.mv.db
│
└── pom.xml

其中：

healthdb.mv.db

是 H2 檔案模式可能建立的資料庫檔案。

實際檔案位置會受到啟動時工作目錄的影響。

另外，資料庫檔案不適合直接提交到公開的 GitHub Repository。

未來如果專案要上傳 GitHub，也要記得將本機資料庫檔案加入 .gitignore。

十四、H2 適合正式使用嗎？

今天選擇 H2，主要是因為它很適合學習和測試。

但如果未來想把智慧健康助理真正部署成多人使用的系統，就需要考慮其他資料庫。

例如：

目前先使用 H2 就足夠了。

等之後真的需要部署、管理多位使用者，或儲存大量健康紀錄，再考慮改用 MySQL 或 PostgreSQL。

另外，健康資料可能涉及個人隱私。

如果未來要儲存真實使用者的健康資訊，就需要進一步考慮身分驗證、存取權限、加密、備份與資料保護等問題。

所以目前這個專案仍然以練習資料為主。

十五、資料庫和 AI 有什麼關係？

雖然今天還沒有真正使用 AI，但資料庫其實是後續智慧健康助理的重要基礎。

因為如果未來想讓 AI 協助整理健康紀錄，系統就需要先取得相關資料。

例如：

資料庫
  │
  ├── 每日飲水量
  ├── 睡眠時間
  ├── 運動紀錄
  └── BMI 紀錄
          ↓
      Java Service
          ↓
     整理必要資料
          ↓
        AI API
          ↓
     產生文字摘要

如果沒有資料庫，系統可能只能處理使用者當下輸入的資料。

但有了資料庫，就可以逐漸累積不同日期的紀錄。

未來也比較容易實作：

查詢最近七天的飲水紀錄

或是：

整理本週睡眠時間變化

不過資料送往外部 AI 服務之前，還需要考慮隱私、使用者同意及資料最小化等問題。

今天先把資料庫的基礎建立起來，之後再慢慢加入 AI 功能。

Day 14 小結

今天終於開始接觸資料庫！

原本我們使用 Java 的 List 暫時儲存飲水紀錄，但重新啟動後資料就會消失。

所以今天改為認識 H2 Database，並學習如何讓 Spring Boot 連接資料庫。

今天學到的重點包括：

1. 資料庫的基本概念
2. Java List 與資料庫的差別
3. H2 In-Memory Mode 與 File Mode
4. SQL 的基本語法
5. Spring Boot 的 H2 連線設定
6. 使用 H2 Console 操作資料庫
7. 建立資料表與新增飲水紀錄
8. 使用 SQL 查詢和加總資料

目前我們已經可以透過 H2 Console：

建立資料表
    ↓
新增飲水紀錄
    ↓
查詢資料
    ↓
計算累積總量
    ↓
重新啟動後保留資料

雖然今天還沒有讓 WaterService 直接操作資料庫，但至少已經成功建立資料庫的基礎。

這也是智慧健康助理從單純的 Java 練習，慢慢走向完整應用系統的重要一步！

明日預告

Day 15｜告別 List！使用 Spring JDBC 將飲水紀錄存進資料庫

今天我們已經讓 Spring Boot 成功連接 H2 Database，也透過 H2 Console 手動新增了飲水紀錄。

但目前還有一個問題：

我們的 WaterService 仍然使用 List，並沒有真正將 API 收到的飲水資料寫入資料庫。

所以下一篇準備讓 Java 程式直接操作 H2！

預計會學習：

• 什麼是 JDBC？
• 認識 Spring 的 JdbcTemplate
• 如何使用 Java 執行 INSERT
• 如何使用 Java 執行 SELECT
• 將 WaterService 從 List 改成資料庫版本

讓智慧健康助理的飲水紀錄，真正可以透過 API 儲存到資料庫裡！