其实也不巧妙吧，刚才看得有点懵逼。

var i=0;

        window.onload = function(){
                    console.log(i);
            console.log("这个是window.onload默认的绑定事件.")
        }

        function addLoadEvents(fn){
                    i++;
            var oldEvents = window.onload;
            if(typeof oldEvents != 'function'){
                window.onload = fn;
            }else{
                window.onload = function(){
                    oldEvents();
                    fn();
                }
            }
        }

        function fn1(){
            console.log("这个是追加fn1");
        }        
        function fn2(){
            console.log("这个是追加fn2");
        }        
        function fn3(){
            console.log("这个是追加fn3");
        }

        addLoadEvents(fn1);
        addLoadEvents(fn2);
        addLoadEvents(fn3);

试着用一个i来记录，才意识到，这个onload就执行了一次，因为addLoadEvents把onload回调改写了：先执行前一个onload回调，然后再执行新回调。
所以代码一走下来，就是 默认的回调+fn1的执行+fn2+fn3；
所以可以看到执行结果是

3
这个是window.onload默认的绑定事件.
这个是追加fn1
这个是追加fn2
这个是追加fn3

因为在运行addLoadEvents(fn2)的时候取到的oldEvents的结果里面就包含了fn1()。依此类推，自然就是你说的那个结果。

最后，这个叫桥接模式。

-------------------------------------------------------补充-----------------------------------------------------

要实现你提到的那种效果（虽然你可能认为是错误的效果，但是我还是实现一下吧），如下：

var events = [];

function on(obj, type, handler) {
    // 检查obj和type....
    // 总之有这里非常多的验证工作先和细节先省略了
    events.push({
        obj: obj,
        type: type,
        handlerByOn: handler // 通过on的方式添加的handler
    });

    obj.addEventListener(type, function() {
        events.forEach(function(e) { // 这里要检验events中与obj相符，也省略了
            e.handlers.forEach(function(hd) {
                hd();
            });
        });
    });
}

function addLoadEvents(obj, type, handler){
    var oldEvent = events.find(function(e) {return e.obj === obj && e.type === type;});

    var newHandler = function() {
        oldEvent.handlerByOn();
        handler();
    };

    oldEvent && oldEvent.handlers ? oldEvent.handlers.push(newHandler) : oldEvent.handlers = [newHandler];
}

function fn1(){
    console.log("这个是追加fn1");
}
function fn2(){
    console.log("这个是追加fn2");
}
function fn3(){
    console.log("这个是追加fn3");
}

on(window, 'load', function() {
    console.log("这个是window.onload默认的绑定事件.")
});

addLoadEvents(window, 'load', fn1);
addLoadEvents(window, 'load', fn2);
addLoadEvents(window, 'load', fn3);

运行结果如图:

个人理解这里跟window.onload执行机制有关，onload会等到页面dom，图片，音视频，js等都加载解析完成才会执行，因此三个addLoadEvents函数都是在往window.onload里添加函数，最后js解析完成开始执行window.onload